Результат интеллектуальной деятельности: ШТАМП ДЛЯ ВЫТЯЖКИ КРУПНОГАБАРИТНОЙ ДЕТАЛИ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ (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 в момент начала выхода пуансона из матрицы, когда прижимное кольцо штампа продолжает прижимать и удерживать вытянутый полуфабрикат в матрице за краевую часть полуфабриката, за счет больших сил сцепления и прилипания смазанной заготовки к пуансону отдельные участки тонколистовой заготовки с пониженной жесткостью, удаленных от прижимной плиты штампа, теряют устойчивость и выворачиваются вслед за пунсоном, при этом сила сцепления данного участка заготовки с пуансоном сначала превалирует над силой сопротивления этого участка заготовки. Затем в процессе выворачивания участка заготовки площадь контакта этого участка с пуансоном и соответственно сила сцепления заготовки с пуансоном уменьшаются, а площадь поверхности выворачиваемого участка заготовки и соответственно сила сопротивления этого участка возрастают, в результате чего в определенный момент потери устойчивости этот участок заготовки отсоединяется от поверхности пуансона и возвращается на свое прежнее место на рабочей поверхности матрицы. Потеря устойчивости с выворачиванием и возврат на прежнее место участка полуфабриката сопровождаются характерным звуковым эффектом типа хлопка, поэтому на производстве это явление потери устойчивости участков полуфабриката называется "хлопуном при вытяжке" (не путать с "хлопуном" при эксплуатации готового листоштампованного изделия). После такой потери устойчивости и возврата на прежнее место участок полуфабриката искажается 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 разработка конструкции штампа для вытяжки детали, обеспечивающего улучшение качества полученного полуфабриката из плоской или пространственной листовой заготовки и снижение трудоемкости при штамповке и удалении полуфабриката из рабочей зоны штампа.

Технический результат заключается в повышении качества полученного полуфабриката и снижении трудоемкости.

Поставленная задача решается тем, что внутри пуансона установлен распределитель с трубкой для подвода и трубками для отвода сжатого воздуха через отверстия в пуансоне под центральную часть вытянутого полуфабриката, чтобы в момент окончания процесса вытяжки полуфабриката и начала выхода пуансона из матрицы из отверстий в пуансоне подать сжатый воздух, помогающий отсоединиться от поверхности пуансона центральным участкам полуфабриката, наименее жестким, удаленным от прижимной плиты штампа, плотно прилегающим и сцепленным через слой смазки с поверхностью пуансона.

Сущность изобретения по варианту 1 характеризуется фиг.1. На фиг.1 показано сечение нового штампа для 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 на прессе двойного или тройного 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 листовой 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 листовой заготовки, его удаляют через отверстия 6 в пуансоне 3 и далее через трубки 7, отверстия в распределителе 8 и трубку 9, соединенную на данном этапе вытяжки с атмосферой, по стрелке 10. После окончания процесса вытяжки полуфабриката 4, выхода пуансона 3 из матрицы 1, в трубку 9, отверстия в распределителе 8, трубки 7 и отверстия 6 в пуансоне 3 по стрелке 10 подается сжатый воздух, помогающий без выворачивания отсоединиться от поверхности пуансона участкам полуфабриката 4, наименее жестким, удаленным от прижимной плиты штампа, плотно прилегающим и сцепленным через слой смазки с поверхностью пуансона. Как только между полуфабрикатом 4 и поверхностью пуансона 3 при помощи сжатого воздуха образовался зазор, достаточный для бездефектного съема полуфабриката 4 с пуансона 3, подачу сжатого воздуха прекращают, а отверстия 6 в пуансоне 3, трубки 7, отверстия в распределителе 8 и трубку 9 соединяют с атмосферой. Далее наружный ползун пресса вместе с прижимной плитой штампа 2 освобождает краевую часть полуфабриката, который остается в матрице 1 и полуфабрикат 4 выталкивается из матрицы 1 и снимается со штампа 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 в 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 полуфабрикат с пуансона, то после вытяжки при ходе пуансона из матрицы выворачивание нежестких и прилипших к пуансону участков полуфабриката вслед за пуансоном дает складки и изломы, которые переходят на поверхность готовой детали, что приводит к снижению точности и качества и даже к браку вытянутого полуфабриката, особенно при штамповке лицевых кузовных деталей автомобилей и подобной техники, требующих очень высокого качества поверхности. На производстве для устранения вышеуказанных дефектов потребуется остановка автоматической линии штамповки, доработка штампа для вытяжки, подбор новой смазки заготовки и других полумер, что приведет 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) 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 по рабочей поверхности опускающейся под действием матрицы 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 по стрелке 10 через отверстия 6 в пуансоне 3 и далее через трубки 7, отверстия в распределителе 8 и трубку 9, соединенную на данном этапе вытяжки с атмосферой. В момент окончания процесса вытяжки полуфабриката 4 и начала движения ползуна с матрицей 1 вверх по отношению к неподвижному пуансону 3, в трубку 9, отверстия в распределителе 8, трубки 7 и отверстия 6 в пуансоне 3 по стрелке 10 подается сжатый воздух, помогающий без выворачивания отсоединиться от поверхности пуансона участкам полуфабриката 4, наименее жестким, удаленным от прижимной плиты штампа, плотно прилегающим и сцепленным через слой смазки с поверхностью пуансона. При дальнейшем ходе ползуна пресса вместе с матрицей 1 вверх одновременно под действием толкателей 12 и подушки пресса поднимается и прижимная плита 2, которая удерживает полуфабрикат 4 в полости матрицы 1. Как только между полуфабрикатом и рабочей поверхностью пуансона 2 при помощи сжатого воздуха образовался зазор, уже достаточный для бездефектного съема полуфабриката 4 с пуансона 2, подачу сжатого воздуха прекращают, а отверстия 6 в пуансоне 3, трубки 7, отверстия в распределителе 8 и трубку 9 соединяют с атмосферой. На определенном ходе ползуна пресса вместе с матрицей 1 вверх прижимная плита 2 прекращает следовать за матрицей 1 вверх 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. И наконец, полуфабрикат 4, вытянутый дном вверх, снимается со штампа 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 съема полуфабриката с пуансона без выворачивания участков полуфабриката 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, а также снижают трудоемкость и себестоимость изготовления этого полуфабриката.