штамп для изготовления изделий

Формула изобретения

1. Штамп для изготовления изделий, преимущественно наконечников для сварочных горелок, содержащий пуансон, верхнюю плиту, нижнюю плиту с закрепленным на ней корпусом, имеющим гнездо, в котором размещен набор матричных элементов, взаимодействующих с толкателем, и механизм раздвижения матричных элементов, отличающийся тем, что верхняя плита связана с нижней тягами, подпружинена и расположена между взаимодействующими с ней пуансоном и толкателем, пуансон снабжен подпружиненной иглой, проходящей через отверстие в верхней плите и толкатель, имеющий форму кольца, который размещен в концентричной направляющей корпуса с возможностью осевого перемещения относительно последнего, при этом поверхность гнезда корпуса, контактирующая с боковыми гранями матричных элементов, выполнена в виде усеченной пирамиды, со стороны меньшего основания которой расположен механизм раздвижения матричных элементов, выполненный в виде подпружиненного конуса, взаимодействующего с матричными элементами.

2. Штамп для изготовления изделий по п.1, отличающийся тем, что пуансон снабжен механизмом регулирования положения иглы в осевом направлении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления изделий, в частности наконечников для газовых сварочных горелок.

Известна ротационно-ковочная машина для изготовления наконечников для сварочных горелок, содержащая размещенные радиально в цилиндрическом корпусе бойки (матричные элементы) с конической рабочей поверхностью, механизм привода бойков в радиальном направлении и иглу для формирования внутреннего осевого канала изделия [1]

Недостатком данного устройства является то, что оно имеет низкую производительность, металлоемкое, дорогостоящее и сложное по конструкции, а работа на нем связана с вредными условиями вибрации.

Известен также штамп для изготовления деталей типа стаканов, содержащий пуансон, верхнюю плиту, нижнюю плиту с закрепленным на ней корпусом, имеющим гнездо, в котором размещены матричные элементы, взаимодействующие с внутренними и внешними наклонными поверхностями и прижимом, а также выталкиватель для подъема матричных элементов (2).

Недостатком этого штампа является то, что он не предназначен для радиального обжатия и на нем невозможно получение деталей типа наконечника сварочной горелки.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному (прототипом) является штамп для изготовления изделий, содержащий пуансон, верхнюю плиту, нижнюю плиту с закрепленным на ней корпусом, имеющим гнездо, в котором размещен набор матричных элементов, взаимодействующих с толкателем, и механизм раздвижения матричных элементов в виде пружин, причем с верхней плитой жестко связан силовой цилиндр, к пуансону которого прикреплен толкатель, а штамп дополнительно имеет клиновые бойки, жестко закрепленные на верхней плите и взаимодействующие при штамповке с матричными элементами и корпусом [3]

Недостатком известного штампа является то, что он не позволяет обеспечить получение полого изделия типа наконечника для сварочной горелки, имеющего на наружной поверхности участок по форме усеченной пирамиды, меньшим основанием направленной в сторону выхода осевого канала, имеющего на входе цилиндрическую, а на выходе коническую поверхность с низкой шероховатостью. Кроме того, штамп имеет низкую производительность, а наличие закрепленных на верхней плите клиновых бойков мешает возможности штамповки на нем штучных деталей массового производства. Извлечение готового изделия из гравюры штампа связано с определенными трудностями. Штамп сложен и имеет большую металлоемкость.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в устранении указанных недостатков. Это решается тем, что в штампе, содержащем пуансон, верхнюю плиту, нижнюю плиту с закрепленным на ней корпусом, имеющим гнездо в котором размещен набор матричных элементов, взаимодействующих с толкателем, и механизм раздвижения матричных элементов, согласно изобретению верхняя плита связана с нижней тягами, подпружинена и расположена между взаимодействующими с ней пуансоном и толкателем, пуансон снабжен подпружиненной иглой, проходящей через отверстие в верхней плите и толкатель, имеющий форму кольца, который размещен в концентричной направляющей корпуса с возможностью осевого перемещения относительно последнего, при этом поверхность гнезда корпуса, контактирующая с боковыми гранями матричных элементов, выполнена в виде усеченной пирамиды, со стороны меньшего основания которой расположен механизм раздвижения матричных элементов, выполненный в виде подпружиненного конуса, взаимодействующего с матричными элементами. Пуансон снабжен механизмом регулирования положения иглы по высоте. Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с известным показал, что предложенная совокупность признаков является новой, имеет изобретательский уровень и промышленно применима.

На фиг. 1 изображен общий вид штампа в исходном и рабочем положениях. На фиг. 2 показано сечение А А на фиг. 1 в рабочем положении.

Штамп для изготовления изделий, в частности наконечников для сварочных горелок, содержит пуансон 1, верхнюю 2 и нижнюю 3 плиты. К нижней плите 3 жестко прикреплен корпус 4, имеющий гнездо, в котором размещен набор матричных элементов 5. Верхняя плита 2 связана с нижней 3 тягами 6 с пружинами 7 и расположена между пуансоном 1 и толкателем 8. Пуансон 1 снабжен подпружиненной иглой 9, проходящей через отверстие 10 в верхней плите 2 и толкатель 8, имеющий форму кольца. Толкатель 8 размещен в концентричной направляющей 11 корпуса 4 с возможностью осевого перемещения. Поверхность 12 гнезда корпуса 4, контактирующая с внешними боковыми гранями 13 матричных элементов 5, выполнена в виде усеченной пирамиды, со стороны меньшего основания которой установлен механизм раздвижения матричных элементов, выполненный в виде подпружиненного конуса 14, взаимодействующего с матричными элементами 5. Пуансон 1 снабжен механизмом регулирования положения подпружиненной иглы 9 в осевом направлении, который содержит регулировочную втулку 15, контактирующую с утолщенным основанием 16 иглы 9 и связанную с пуансоном 1 резьбовым соединением.

Внешняя боковая грань каждого из матричных элементов контактирует с соответствующей гранью поверхности 12 гнезда корпуса 4, а внутренние грани 17 матричных элементов 5 контактируют между собой и образуют гравюру штампа, соответствующую поверхности штампуемой части изделия 18.

Штамп для изготовления изделий, в частности наконечников сварочных горелок, работает следующим образом.

Перед штамповкой изделия пуансон 1 с подпружиненной иглой 9 устанавливают в крайнее верхнее по чертежу положение, располагая его с зазором над верхней плитой 2. Верхняя плита 2 под действием пружин 7 займет крайне верхнее положение, ограниченное тягами 6, образовав над толкателем 8 свободное пространство. Подпружиненный конус 14, воздействуя на матричные элементы 5, раздвигает и переместит их и толкатель 8 по его концентричной направляющей 11 в верхнее исходное положение. При этом максимально увеличивается поперечное сечение гравюры штампа.

Заготовку изделия 18, выполненную в виде цилиндра с осевым отверстием, через кольцеобразный толкатель 8 вертикально устанавливают в гравюру штампа.

При штамповке пуансон 1 и подпружиненная игла 9 перемещаются вниз. Подпружиненная игла 9, проходя через отверстие 10 в верхней плите 2, которое является для нее кондуктором, и толкатель 8, входит в отверстие заготовки, обеспечивая ее фиксацию в вертикальном положении. При дальнейшем перемещении пуансона 1 вниз он воздействует на верхнюю плиту 2, которая, преодолевая усилие пружин 7, перемещается вниз и нажимает на толкатель 8. Толкатель 8, двигаясь по концентричной направляющей 11 вниз, давит на матричные элементы 5, которые, перемещаясь вниз, скользят своими внешними боковыми гранями 13 по соответствующим граням поверхности 12 гнезда корпуса 4, при этом поперечное сечение гравюры сужается и матричные элементы деформируют соответствующую часть заготовки, придавая ей заданную форму, и осевой канал заготовки принимает форму части иглы 9, находящейся в зоне деформации.

Так как заготовка в процессе деформации удлиняется, то игла, размещенная в ее осевом канале, перемещается относительно пуансона вверх, преодолевая усилие своей пружины. Процесс штамповки на этом заканчивается.

При обратном движении пуансона 1 верхняя плита 2 под действием пружин 7 перемещается в верхнее положение. Подпружиненный конус 14, воздействуя на матричные элементы 5, приподнимает и раздвигает их, освобождая готовое изделие от гравюры штампа. Толкатель 8, контактирующий с матричными элементами 5 по концентричной направляющей 11, также перемещается вверх. Его дальнейшее движение вместе с матричными элементами ограничивается буртом концентричной направляющей 11. Подпружиненная игла утолщенным основанием 16 упирается в регулировочную втулку 15 и вместе с пуансоном 1 начинает движение вверх. При этом готовое изделие, обжимающее подпружиненную иглу 9, также перемещается вверх вместе с ней. Двигаясь вверх, готовое изделие упирается торцом головки в верхнюю плиту 2 и снимается с подпружиненной иглы 9. Далее цикл повторяется.

Данная конструкция штампа позволяет за один рабочий ход изготовить изделие типа наконечника для сварочной горелки, имеющего по наружной поверхности сужающийся участок и заданный осевой канал. Испытания проведены на 100-тонном кривошипном прессе на медных наконечниках. При этом цикл штамповки составил 2.3 сек.

Штамп прост по конструкции и имеет низкую металлоемкость.

По сравнению с известными устройствами для изготовления наконечников для сварочных горелок заявляемый штамп позволяет избавиться от специального дорогостоящего оборудования, исключить вредные условия работы с вибрацией, увеличить производительность в 5.10 раз и получить около 20% экономии меди.