Гидроштамп для изготовления фланжированных днищ в форме линзы
Гидроштамп фланжировки днища и гидроформования «линзы» может быть использован в области листовой штамповки для получения деталей, например, днищ. Гидроштамп состоит из нижней части - пуансона, который в свою очередь состоит из плиты основания (2), выпуклой части плиты фланжировки (3), четырех упоров (4), матрицы (5). В центре гидроштампа находятся отверстия для подачи и слива воды и подачи сжатого воздуха, а также шнуровое уплотнение, препятствующее выходу воды из-под «линзы». Благодаря тому, что в одном устройстве выполняются две операции обработки заготовки - отбортовка (фланжировка) и надувание «линзы», а матрица не имеет внешнего формующего элемента и все детали гидроштампа не имеют механической обработки по плоскостям; увеличивается качество готовой продукции, ее себестоимость снижается, а сроки изготовления уменьшаются.
Настоящая полезная модель относится к обработке металлов давлением, в частности к листовой штамповке, и может быть использовано для получения деталей, например днищ.
Из существующего уровня техники известно устройство для изготовления деталей гибкой - формовкой, состоящее из жесткого формблока (пуансона) и эластичной, жидкостной или газовой матрицы (Исаченков Е.И. «Штамповка резиной и жидкостью», М.: Машиностроение, 1967, с.36-39).
Недостатком данного технического решения является сложность конструкции устройства и, как следствие, высокая трудоемкость и большие сроки внедрения и изготовления.
Так же известно устройство для штамповки (РФ 
2089312, B21D 22/10, 1997), состоящее из жесткого формблока (пуансона), эластичной матрицы и эластичной опоры (подкладки). Принцип работы данного технического решения заключается в том, что в процессе формообразования давление на листовую заготовку, расположенную на формблоке, передается через эластичную матрицу, находящуюся в контейнере, эластичную опору и подштамповую плиту. В нижней части пуансона выполнена полость, объем которой превышает объем эластичной опоры, при этом высота эластичной опоры по крайней мере в 3 раза больше глубины полости.
Недостатком данного технического решения является сложность конструкции, высокая стоимость устройства, большие сроки изготовления и, как следствие, невозможность быстрого освоения новой продукции.
Известны классические варианты вытяжки жидкостью (Мищерин В.Т. «Атлас схем листовой штамповки (издание третье)», М.: Машиностроение, 1975, с.176 рис.573, 576, 578, с.177 рис.580), состоящие из матрицы, имеющей форму детали, резинового уплотнения, прижима, корпуса или пуансона.
Принцип работы данных технических решений заключается в том, что заготовка закладывается под прижим, прижимается прессом к корпусу и под нее через резиновую пластину подается под давлением жидкость. Заготовка принимает форму матрицы.
Недостатком вышеуказанных технических решений является то, что все они трудоемки в осуществлении, сложны по конструкции, а после вытяжки «линзы» необходима еще одна операция - отбортовка по контуру на отдельном устройстве.
Одновременно, выполнение новых заказов на таких устройствах длится месяцы, а то и годы; а при предлагаемом способе штамповки освоение новой продукции сократится и составит от одной до двух недель.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является: создание гидроштампа с высоким качеством изготовляемых деталей; существенное снижение себестоимости гидроштампа и сроков его изготовления за счет простоты конструкции, что не снижает, а по основным параметрам, наоборот, повышает качество изделий. В результате, изготовленные изделия предложенным способом не требуют последующей обработки.
Данная задача решается за счет того, что:
- дополнительная операция фланжировки выполняется до «надувания» «линзы», что в свою очередь благотворно сказывается на самом процессе вытягивания «линзы»;
- элементы гидроштампа практически не имеют механической обработки по плоскостям, что не снижает качества изделий. Таким образом, толстолистовая сталь в состоянии поставки, после вырезки например, на установке гидроабразивной резки по контуру, сразу идет на сборку штампа, которая производится при помощи сварки. Единственная операция механической обработки - заправка радиусов по кромкам;
- в гидроштампе отсутствует сложное и дорогое резиновое уплотнение полости, в которую подается под давлением жидкость, его, благодаря оригинальной конструкции гидроштампа заменяет обыкновенный резиновый шнур круглого сечения, для установки которого не нужна механическая обработка гидроштампа;
- предлагаемая конструкций гидроштампа не имеет сложных и дорогих направляющих колонок, роль которых успешно выполняют четыре приваренных к основанию упора, которые тоже не имеют механической обработки со снятием стружки.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является, то что, данный способ позволяет изготавливать днища высокого качества, низкой себестоимости в кратчайшие сроки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг 1. изображена операция загрузки заготовки, на фиг 2. - операция фланжировки кромки, на фиг.3 - операция гидроформования «линзы», на фиг.4 - операция съема изделия с гидроштампа, на фиг.5 - операция обрезки обоя, на фиг.6 - готовое изделие.
Гидроштамп состоит из нижней части - пуансона, который в свою очередь состоит из плиты основания 2, выпуклой части плиты фланжировки 3, четырех упоров 4 правильно ориентирующих матрицу 5 во время опускания при фланжировки кромки заготовки 6, уложенную на выпуклую часть плиты фланжировки 3.
Гидроштамп устанавливается на стол 1 гидропресса концентрично отверстиям подачи и слива воды, сжатого воздуха.
Ряд гидроцилиндров 7 установки гидроформования например 36 штук, расположены по периметру стола 1 с возможностью перемещения к центру матрицы, а значит имеют возможность быть установленными по кромке любого криволинейного или правильного контура отверстия матрицы.
Матрица 5, при помощи зацепов (на чертеже не показаны) крепится к пятам двух противоположных гидроцилиндров, и имеет возможность вертикального перемещения.
Плита основания 2, плита фланжировки 3, упоры 4 для снижения стоимости штампа вырезаны из толстолистовой стали (например на установке гидроабразивной резки) и по плоскостям не имеют механической обработки, собраны между собой на сварку, что не снижает качества штампуемых деталей. Матрица изготавливается аналогичным способом.
Гидроштамп работает следующим образом. После загрузки заготовки матрица опускается и гидроцилиндры производят фланжировку днища.
В отверстие расположенное в центре штампа подается вода насосом высокого давления, и плоское днище начинает «вспучиваться» до необходимой высоты, образуя жесткую «линзу».
Шнуровое уплотнение 8 препятствует выходу воды из-под «линзы», в результате чего появляется возможность наращивания давления.
Для ускорения процесса слива воды в отверстие расположенное в центре штампа подается сжатый воздух и вода под давлением вытекает обратно в бак.
После вытяжки «линзы» все гидроцилиндры вместе с матрицей поднимаются вверх, изделие, например, фланжированное днище овальной формы, снимается с гидроштампа.
Для придания днищу законченного вида облой у него обрезают, например, плазменной резкой.
Данный способ изготовления днищ, дает высокое качество готового изделия, особенно качество поверхности линзы.
Гидроштамп для изготовления фланжированных днищ в форме линзы успешно применяется в ОАО «Завод «Старт» на установке гидроформования днищ для изготовления днищ.
1. Гидроштамп для изготовления фланжированных днищ в форме линзы, содержащий пуансон и матрицу, отличающийся тем, что пуансон выполнен в виде механически необработанных по плоскостям и собранных между собой с помощью сварки плиты основания, плиты фланжировки и четырех упоров для ориентирования матрицы, которая установлена с возможностью вертикального перемещения.
2. Гидроштамп по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с расположенными в центре отверстиями для подачи и слива воды и подачи сжатого воздуха.
3. Гидроштамп по п.1 или 2, отличающийся тем, что снабжен уплотнением для герметизации полости под заготовкой для подачи воды под давлением, выполненным в виде установленного в механически необработанном месте резинового шнура.
4. Гидроштамп по п.1 или 2, отличающийся тем, что матрица выполнена механически необработанной по плоскостям.
