устройство для штамповки эластичной средой

Формула изобретения

Устройство для штамповки эластичной средой, содержащее пуансон, расположенный на подштамповой плите, и эластичную матрицу, выполненную составной с образованием в ней полости, отличающееся тем, что глубина полости, образованной составной матрицей, превышает высоту пуансона.

Описание изобретения к патенту

Устройство для штамповки эластичной средой относится к обработке металлов давлением, конкретнее к листовой штамповке, и может быть использовано для получения деталей из тонколистовых материалов.

Известны устройства для изготовления деталей гибкой формовкой, состоящие из жесткого формблока (пуансона) и эластичной, жидкостной или газовой матрицы [1]

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для гибки-формовки, состоящее из жесткого формблока (пуансона) и эластичной матрицы [2] В процессе формообразования давление на листовую заготовку, расположенную на форм-блоке, передается через эластичную матрицу, которая находится в контейнере, и подштамповую плиту, при этом можно получить детали с минимальным радиусом сопряжения стенки и бортов, равным для алюминиевых сплавов двум-трем толщинам материала, но только с утонением материала в зоне сопряжения.

Известное устройство имеет следующие недостатки: недостаточная точность изготовления детали вследствие пружинения бортов; невысокая прочность из-за утонения материала в зоне изгиба; малая жесткость как следствие большого радиуса сопряжения стенки и бортов; возможность образования трещин при изгибе на радиусы менее трех толщин материала.

Поставлена задача разработать устройство, которое позволит повысить качество деталей из листовых заготовок, а именно, получить детали с минимальными радиусами сопряжения бортов со стенками и утолщением в зоне изгиба при значительном уменьшении и стабилизации углов пружинения.

Это достигается тем, что в устройстве для штамповки эластичной средой, содержащем эластичную матрицу и расположенный на подштамповой плите пуансон, согласно изобретению эластичная матрица выполнена составной с образованием в ней полости, глубина которой превышает высоту пуансона.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства на начальной стадии в разрезе; на фиг. 2 и 3 в промежуточных стадиях; на фиг. 4 на конечной стадии гибки.

Предлагаемое устройство состоит из жесткого пуансона 1, установленного на подштапмповой плите 2, эластичной матрицы, состоящей из цилиндрической части 3, помещенной в контейнер 4 и подпоров 5. При этом в матрице образуется полость, глубина которой превышает высоту пуансона 1 на величину h (1,2. 1,3)S, где S толщина материала заготовки. Пуансон снабжен штифтами 6 для фиксации заготовки.

Устройство работает следующим образом. Заготовку устанавливают на пуансон 1 по фиксирующим штифтам 6. Затем на края заготовки устанавливают эластичные подпоры 5 и производят штамповку с помощью цилиндрической части 3 эластичной матрицы. В процессе штамповки усилие от цилиндрической части 3 эластичной матрицы передается на эластичные подпоры 5, которые изгибают борта заготовки и прижимают их внутренние поверхности к поверхности пуансона 1, торцы при этом упираются в поверхность подштамповой плиты 2, и между стенкой заготовки и поверхностью пуансона появляется зазор (фиг.2). При этом усилие передается через цилиндрическую часть эластичной матрицы и подштамповую плиту на борта для предотвращения их потери устойчивости в процессе нагружения. При дальнейшем наращивании усилия глубина полости в эластичной матрице начинает уменьшаться за счет осаждения подпоров 5 и прогиба центральной области цилиндрической части 3 эластичной матрицы вследствие действия на периферии цилиндрической части матрицы противодействующих сил со стороны подпоров (фиг. 3). Из-за того что между стенкой заготовки и пуансоном 1 имеется зазор, стенка заготовки прогибается и на ней происходит образование некоторой волны избыточного материала. С ростом давления глубина полости в эластичной матрице начинает постепенно уменьшаться от центра к периферии, волна материала перемещается от центра к радиусу, где она под действием радиальных сил обжимается и происходит утолщение в зоне сопряжения.

Использование составной матрицы с полостью в предлагаемом устройстве позволяет получить детали со значительно меньшими радиусами сопряжения стенки и бортов, чем в устройстве, взятом за прототип. При этом происходит стабилизация и уменьшение пружинения бортов, что повышает точность штамповых деталей.

Кроме того, при штамповке в предлагаемом устройстве значительно увеличивается толщина материала в зоне изгиба, что повышает их прочность, жесткость и снижает вероятность появления трещин и позволяет использовать данное устройство для изготовления деталей из более тонких листовых материалов с сокращением эксплуатационных свойств.