Блок для штамповки деталей эластичной средой

 

Использование: в обработке металлов давлением при изготовлении деталей листовой штамповкой с использованием эластичной среды. Сущность изобретения: блок для штамповки деталей эластичной средой содержит контейнер с цилиндрической равновысокой эластичной подушкой и формблок, совмещенный с подштамповой плитой. Эластичная подушка выполнена в виде трех кольцевых слоев с радиусом центрального слоя, равным в отдельности толщинам второго и третьего слоев в радиальном направлении, при этом твердости эластичных материалов отдельных слоев определяются из соотношений: H₂= (1,15-1,19)H₁, H₃= (1,33-1,35)H₁, где H₁ - твердость центрального слоя; H₂ - твердость промежуточного слоя; H₃ - твердость периферийного слоя. Техническим результатом является повышение циклической стойкости подушки. 2 ил.

Изобретение относится к листовой штамповке, а именно к штамповке деталей эластичной средой.

Известен блок для штамповки деталей эластичной средой, содержащий формблок с подштамповой плитой и контейнер с равновысокой цилиндрической многослойной эластичной подушкой со слоями различной твердости [1] Основным недостатком прототипа является то, что в процессе деформирования эластичной подушки при штамповке материал используется нерационально. Наибольшим деформациям в рабочем цикле процессе штамповки, как правило, подвержена центральная часть подушки (зона максимального прогиба), в то время как периферийные слои целесообразно выполнять более жесткими для прижатия краев заготовки, т.е. необходимо в подушке совместить ее функциональное назначение с функциями прижимного кольца.

Цель изобретения повышение циклической стойкости блока для штамповки при обеспечении необходимого качества изделия.

Для этого в блоке для штамповки деталей эластичной средой, содержащем формблок с подштамповой плитой и контейнер с равновысокой цилиндрической многослойной эластичной подушкой со слоями различной твердости, последние выполнены кольцевыми, охватывающими друг друга и центральный цилиндрический слой, толщины кольцевых слоев равны радиусу центрального слоя, а твердость упомянутых слоев определяется из следующего соотношения Н₂=(1,15-1,19)Н₁ Н₃=(1,33-1,35)Н₁ где Н₁ твердость центрального слоя; Н₂ твердость промежуточного слоя; Н₃ твердость периферийного слоя.

На фиг. 1 показан блок для штамповки деталей эластичной средой, общий вид; на фиг.2 многослойная эластичная подушка со слоями различной твердости.

Блок состоит из контейнера 1 с эластичной подушкой 2 и форм блока 3, который может быть совмещен с подштамповой плитой, что обеспечивает известные преимущества в процессе штамповки. Заготовка 4 устанавливается на формблок 3.

Блок работает следующим образом.

После установки формблока 3 и заготовки 4 контейнер 1 опускается, замыкая рабочее пространство. Эластичная подушка 2 деформируется и осуществляет непосредственно штамповку детали. После завершения рабочего цикла контейнер 1 поднимается и извлекается готовая деталь.

В предлагаемом блоке в центре подушки, где требуются максимальные деформации, жесткость материала минимальна, а затем растет по направлению к периферии круга. Целесообразно эти зоны организовывать равными по длине в радиальном направлении.

В качестве универсального параметра требований к эластичному материалу можно принять твердость по Шору (шкала А) Н. Данный параметр хорошо коррелирует как с модулем упругости материала, что и определяет жесткость, так и с предельными деформациями на разрыв, что характеризует эластичность, т.е. способность к деформированию. Установленные экспериментально-расчетные соотношения твердостей находятся в следующих диапазонах: для второго от центра слоя 5 Н₂=(1,15-1,19)Н₁, для периферийного слоя 6 Н₃=(1,33-1,35)Н₁, где Н₁ твердость центрального слоя 7 подушки.

Строгие двусторонние ограничения обусловлены тем, что подушка должна обеспечивать определенную жесткость при одновременной достаточной эластичности. Соотношения установлены экспериментально на неполномасштабной модели плунжерного пресса. Для определенных наборов усилий пресса осуществлялось продавливание листового материала в зависимости от жесткости эластичного материала и глубины штамповки для вариантов постоянной и переменной по радиусу жесткости эластичной подушки.

Затем проводились экспериментальные исследования при штамповке деталей типа днищ баков и элементов параболических антенн для двух типоразмеров подушки: 2200 мм 2200 мм (толщина 300 мм) и 1100 мм 1100 мм (толщина 150 мм). При номинальной твердости центрального слоя 7 порядка Н=65-70 единиц (полиуретаны марок СКУ-7Л и ЛУР-СТ) обеспечено требуемое качество деталей при толщине стальной листовой заготовки 2 мм, потребное усилие пресса снижено на 10-16% а циклическая стойкость возросла в 1,8 раза. Все это дает значительную экономию средств. Такой конструкцией эластичной подушки достигнут эффект пресса двойного действия. Роль прижимного кольца играет слой 6 полиуретана с увеличенной жесткостью.

Технологически изготовление подушек с радиальными зонами осуществляется последовательной заливкой в литьевую форму одной марки полиуретана непрерывным или периодическим способом. При этом в форме устанавливается сменная оснастка. После заливки центрального слоя 7 с минимальной твердостью и подполимеризации полиуретана сменная оснастка снимается и заливается второй слой 5. Твердость повышается за счет определенной передозировки форполимера и отвердителя. Аналогично для третьего слоя 6. Затем проводится окончательная полимеризация полностью залитой подушки.

Предлагаемая конструкция не исключает возможности изготовления эластичной подушки из разных марок полиуретана при условии обеспечения химической сшивки на границах слоев, либо из резины.

Формула изобретения

БЛОК ДЛЯ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ ЭЛАСТИЧНОЙ СРЕДОЙ, содержащий формблок с подштамповой плитой и контейнер с равновысокой цилиндрической многослойной эластичной подушкой со слоями различной твердости, отличающийся тем, что слои эластичной подушки выполнены кольцевыми, охватывающими друг друга и центральный цилиндрический слой, толщины кольцевых слоев равны радиусу центрального слоя, а твердость упомянутых слоев определяется из следующих соотношений: H₂ (1,15 1,19)H₁, H₃ (1,33 1,35)H₁, где H₁ твердость центрального слоя;
H₂ твердость промежуточного слоя;
H₃ твердость периферийного слоя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2