Заготовка для штамповки конических деталей обжимом с использованием эластичного наполнителя

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, а именно к холодной штамповке заготовок из листа, и может быть использована при изготовлении конических деталей. Сущность полезной модели заключается в том, что использование заготовки представляющей собой цилиндрический стакан, с дном, в центре которого выполнено отверстие, внутренняя полость стакана заполнена эластичным наполнителем, а в центральной части, между эластичным наполнителем и дном в отверстие установлен ступенчатый вкладыш, состоящий из двух цилиндрических участков. В процессе обжима эластичный наполнитель воздействует на ступенчатый вкладыш, за счет которого происходит отбортовка меньшего диаметра конуса, что позволяет получить коническую деталь с цилиндрическим бортом. Так же эластичный наполнитель способствует процессу обжима, втягивая за счет сил трения заготовку в матрицу, и снижает вероятность гофрообразования, тем самым, повышая предельную степень деформации. 4 илл.

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, а именно к холодной штамповке заготовок из листа, и может быть использована при изготовлении конических деталей.

Известна заготовка для обжима, представляющая собой цилиндрический полуфабрикат с дном, внутрь которого помещен эластичный наполнитель (А.С. СССР №867470 кл. В21D 22/00, 1981).

Недостатком использования данной заготовки является необходимость проведения дополнительной токарной обработки для обрезки донной части полученного полуфабриката.

Наиболее близкой по технической сути и по достигаемому эффекту к полезной модели является заготовка представляющая собой стакан, с отверстием в донной части используемая при реализации способа штамповки конических деталей (А.С. СССР №1454545 кл. В21D 22/28, 1987 - прототип).

Недостатком использования данной заготовки является низкая степень деформации за один переход.

Задача полезной модели - достижения более высокой степени деформации за один переход.

Указанная задача достигается за счет того, что в заготовке для обжима, представляющей собой стакан с отверстием в донной части, согласно полезной модели, внутренняя полость которого заполнена эластичным наполнителем, со стороны внутренней полости между эластичной средой и дном стакана в отверстие установлен ступенчатый вкладыш, состоящий из двух цилиндрических участков, диаметр большего участка равен:

,

а диаметр меньшего участка равен диаметру отверстия в дне и вместе с ним определяется по зависимости:

;

где: - толщина штампуемой заготовки; - наружный диаметр меньшего цилиндрического участка готовой детали;

высота стакана рассчитывается по зависимости:

;

где: - внутренний диаметр заготовки, - диаметр отверстия в донной части заготовки, - длина конического участка, - высота цилиндрического участка у меньшего и большего основания детали.

На фигуре 1 показан начальный момент деформирования заготовки в штампе.

На фигуре 2 показан заключительный этап деформирования.

На фигуре 3 показана заготовка до обжима.

На фигуре 4 показана заготовка после обжима.

Где 1 - пуансон, 2 - матрица, 3 - направляющее кольцо, 4 - стакан, 5 - эластичный наполнитель, 6 - ступенчатый вкладыш.

Обжим заготовки осуществляется следующим образом:

Заготовка устанавливается в направляющее кольцо, которое поддерживает в процессе обжима цилиндрическую стенку полуфабриката, препятствует потере ею устойчивости и увеличивает предельную степень обжима. Под действием усилия деформирования, прикладываемого к пуансону, заготовка перемещается вниз по оси матрицы и обжимается в ней до изготовления готовой детали.

Эластичный элемент заготовки, подвергаясь сжатию со стороны деформируемой стенки стакана, давит на ступенчатый вкладыш, что способствует увеличению размеров отверстия. Давление со стороны эластичного наполнителя на стенку стакана препятствует потере устойчивости, и как следствие приводит к увеличению предельной степени обжима, способствует пластической деформации, так как схема напряженно-деформированного состояния приближается к всестороннему сжатию. В заключительный момент деформирования эластичный наполнитель выталкивает ступенчатый вкладыш из внутренней полости заготовки, в полость матрицы, образуя у меньшего основания получаемой детали цилиндрический поясок высотой h. В этот момент процесс обжима завершается.

Заготовка для штамповки конических деталей обжимом, представляющая собой стакан, с отверстием в донной части, отличающаяся тем, что внутренняя полость стакана заполнена эластичным наполнителем, со стороны внутренней полости между эластичной средой и дном стакана в отверстие установлен ступенчатый вкладыш, состоящий из двух цилиндрических участков, диаметр большего участка равен

а диаметр меньшего участка равен диаметру отверстия в дне и вместе с ним определяется по зависимости

где S - толщина штампуемой заготовки; d _дет - наружный диаметр меньшего цилиндрического участка готовой детали;

высота стакана рассчитывается по зависимости

где D - внутренний диаметр заготовки, D ₂ - диаметр отверстия в донной части заготовки, l - длина конического участка, h, h' - высота цилиндрического участка у меньшего и большего основания детали.