Результат интеллектуальной деятельности: ШТАМП ДЛЯ ВЫТЯЖКИ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

Изобретение относится к холодной листовой штамповке и может быть использовано для вытяжки различных деталей из листовых материалов. Преимущественная область применения - штамповка кузовных деталей сложной формы автомобилей, автобусов, сельхозтехники, бытовой техники и т.д.

Известен штамп для вытяжки с торможением фланца листовой заготовки при помощи перетяжных порогов П-образной формы, выполненных в секциях матрицы, а в секциях прижима выполнены соответствующие выемки под пороги. (А.П. Нефедов «Конструирование и изготовление штампов». М., «Машиностроение», 1973 г., стр.74-75, рис.55). При вытяжке неглубоких деталей простой формы применение порогов обеспечивает хорошее торможение фланца заготовки с минимальными технологическими припусками, что позволяет получить, по сравнению с использованием перетяжных ребер или плоского прижима, лучшее растяжение металла и экономию листового проката. Обычно перетяжные пороги для работы в крупносерийном производстве выполняют в секциях из легированной износостойкой стали, установленных по периметрам проемов матрицы и прижима и закрепленных с помощью винтов и штифтов за пределами рабочих прижимных поверхностей секций. В случае выполнения порогов непосредственно в чугунных отливках матрицы и прижима вытяжной штамп не будет обладать достаточной стойкостью из-за быстрого износа перетяжных радиусов.

Недостатком известного штампа для вытяжки является ограниченная область применения - только для неглубоких деталей несложной формы. Для глубоких и сложных деталей требуются большие размеры заготовки и соответственно увеличение площади прижимной поверхности и габаритов секций с порогами. Крепление таких секций производят на их периферийных участках, где не происходит прижим и торможение фланца заготовки в процессе вытяжки. Такая конструкция не обеспечивает надежность монтажа и крепления секций, и в процессе эксплуатации вытяжного штампа образуются зазоры в зоне стыка секций, что приводит к задирам листовой заготовки, ухудшению качества штампованных деталей и увеличению брака по разрывам.

Для неглубоких и несложных деталей применяют крепление секций в зоне прижима и торможения фланца заготовки. Такая конструкция приемлема только для неглубоких деталей несложной формы, т.к. ухудшаются условия вытяжки из-за затекания металла листовой заготовки в отверстия для крепления секций.

Известен также штамп для вытяжки (а.с. СССР №1147477, кл. МПК B21D 22/22, БИ №12, 1985 г.), у которого тормозные пороги П-образного профиля закреплены по периферии матрицы и наклонены относительно рабочей поверхности прижима под углом 70-80°.

Недостатком известного штампа является перерасход металла заготовки из-за увеличения технологических припусков, т.к. для обеспечения прочности штампа и повышения надежности его работы должна быть увеличена ширина тормозного порога.

Известен также штамп для вытяжки (Романовский В.П. «Справочник по холодной штамповке», М. - Л., «Машиностроение», 1965 г.), у которого рабочие части, в том числе прижимные поверхности с элементами торможения, облицованы слоем пластмассы, а торможение фланца в процессе вытяжки осуществляется пластмассовыми поверхностями матрицы и прижима.

Недостатком известного штампа является ограниченная область применения - только для серийного и мелкосерийного производства, т.к. вытяжной штамп с пластмассовыми рабочими поверхностями не обладает достаточной стойкостью и надежностью в работе.

Технической задачей изобретения является:

- расширение технических возможностей за счет более широкого применения интенсивного торможения фланца листовой заготовки с помощью перетяжных порогов для кузовных деталей сложной формы и большой глубины;

- экономия листового проката и снижение себестоимости изготовления кузовных деталей сложной формы и большой глубины за счет оптимизации размеров исходной листовой заготовки и изменения условий торможения фланца заготовки;

- упрощение конструкции и снижение себестоимости изготовления штамповой оснастки;

- повышение стабильности техпроцесса штамповки и улучшение качества штампованных деталей.

Поставленные задачи решаются за счет того, что в штампе для вытяжки кузовных деталей сложной формы, содержащем пуансон, матрицу, секции матрицы с перетяжными порогами и крепежными отверстиями, прижим и секции прижима с выемками под перетяжные пороги и крепежными отверстиями, крепежные отверстия в секциях матрицы и прижима выполнены в пределах рабочей прижимной поверхности и заполнены пластмассой заподлицо с прижимной поверхностью со стороны рабочих прижимных поверхностей секций после монтажа и крепления секций на матрицу и прижим, при этом пластмасса после затвердевания и обработки образует рабочую прижимную поверхность вместе со стальными поверхностями секций.

Такое техническое решение позволяет производить вытяжку в штампе с перетяжными порогами кузовных деталей сложной формы и большой глубины, т.к. обеспечивается надежный монтаж и крепление секций матрицы и прижима при больших размерах заготовки и соответственно при больших габаритах секций.

Для повышения стойкости прижимных поверхностей вытяжного штампа на износ в качестве наполнителя в композицию вводится железный порошок в весовой пропорции - 40% от общего веса пластмассы.

Прижим и торможение фланца заготовки в процессе вытяжки осуществляется стальными поверхностями секций матрицы и прижима, а также пластмассой, заполненной в крепежные отверстия секций.

Сущность изобретения заключается в том, что штампы для вытяжки кузовных деталей сложной формы, содержащие пуансон, матрицу, секции матрицы с перетяжными порогами и крепежными отверстиями, прижим и секции прижима с выемками под перетяжные пороги и крепежными отверстиями, согласно изобретению крепежные отверстия в секциях матрицы и прижима расположены в пределах рабочей прижимной поверхности и заполнены пластмассой заподлицо с прижимной поверхностью со стороны рабочих прижимных поверхностей секций после монтажа и крепления секций на матрицу и прижим, при этом пластмасса после затвердевания и обработки образует рабочую прижимную поверхность вместе со стальными поверхностями секций.

В качестве наполнителя в пластмассу вводится железный порошок в весовой пропорции - 40% от общего веса пластмассы.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.

На фиг.1 изображен осевой разрез штампа на прессе двойного действия; на фиг.2 - увеличенный фрагмент плана низа вытяжного штампа в зоне секций матрицы; на фиг.3 - увеличенный разрез в зоне секций матрицы и прижима.

Штамп для вытяжки кузовных деталей сложной формы содержит пуансон 1, матрицу 2, прижим 3, вставку матрицы 4. На матрице 2 смонтированы секции 5 с перетяжными порогами, а на прижиме 3 - секции 6 с выемками под перетяжные пороги при помощи винтов 7 и штифтов 8 с пробками 9. Отверстия для крепежа в секциях 5 и прижима 6 заполнены быстроотвердевающей пластмассой 10 заподлицо с прижимной поверхностью штампа со стороны рабочих поверхностей секций 5 и 6 после их монтажа соответственно на матрицу 2 и прижим 3.

Пластмасса 10 для заполнения крепежных отверстий состоит из следующих компонентов:

- эпоксидной смолы;

- отвердителя;

- пластификатора;

- наполнителя в виде железного порошка, который вводится в композицию для повышения стойкости прижимных поверхностей штампа в весовой пропорции - 40% от общего веса пластмассы.

Пластмасса 10 после затвердевания и обработки образует рабочую прижимную поверхность вытяжного штампа.

Штамп работает следующим образом.

На поверхность секций матрицы 5 загружается листовая заготовка, при ходе наружного ползуна пресса (не показан) порогом на секциях матрицы 5 и выемкой под перетяжной порог на секциях прижима 6 формируются элементы торможения и осуществляется прижим периферийной части заготовки, причем прижим осуществляется как стальными рабочими поверхностями секций матрицы 5 и прижима 6, так и пластмассовыми поверхностями 10 секций, выполненными заподлицо со стальными поверхностями секций, образованными в зоне отверстий для крепежа секций, затем при ходе внутреннего ползуна пресса (не показан) центральная часть заготовки деформируется пуансоном 1, при смыкании рабочих частей пуансона 1 и вставки матрицы 4 происходит окончательная формовка элементов деталей 11.

При изготовлении штампа после монтажа и крепления секций 5 и 6 на матрицу 2 и прижим 3 крепежные отверстия, расположенные в пределах рабочей прижимной поверхности секций 5 и 6, заливают быстроотвердевающей пластмассой 10. После затвердевания и обработки пластмассы 10 заподлицо с прижимной поверхностью со стороны рабочих поверхностей секций 5 и 6 она образует рабочую прижимную поверхность вытяжного штампа вместе со стальными поверхностями секций 5 и 6.

Для повышения стойкости прижимных поверхностей вытяжного штампа на износ в качестве наполнителя в пластмассу вводится железный порошок. Экспериментально установлено, что оптимально вводить железный порошок в весовой пропорции - 40% от общего веса пластмассы. Этим достигается повышение стойкости штампа, хорошие трибологические характеристики прижимных поверхностей и удобство при ремонте штампа.

При необходимости ремонта и восстановления секций матрицы и прижима пластмасса легко удаляется слесарным инструментом и штамп разбирается. После ремонта штампа, монтажа и крепления секций пластмасса вновь заливается в крепежные отверстия и после затвердевания обрабатывается.

Использование данного устройства штампа для вытяжки позволяет расширить технические возможности применения перетяжных порогов для кузовных деталей сложной формы и большой глубины. Также достигается экономия листового проката и снижение себестоимости изготовления кузовных деталей сложной формы и большой глубины за счет оптимизации размеров исходной листовой заготовки и изменения условий торможения фланца заготовки, упрощение конструкции и снижение себестоимости изготовления штамповой оснастки, повышается стабильность технологического процесса штамповки и улучшается качество штампованных деталей.