Гелікоїдний штамп для гнуття виробів з дроту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к штампам для получения изделий из проволоки любого сечения путем гибки. Известны штампы для гибки деталей, которые состоят из двух матриц, образующих наружный профиль детали и пуансона с внутренним профилем детали. Заготовка помещается между верхней матрицей и пуансоном и осуществляется ее деформирование сначала верхней матрицей на пуансоне, а затем вместе с пуансоном на нижней матрице. Таким образом формуются детали с замкнутым контуром [Мещерин В.Т. Листовая штамповка. Атлас схем. - М.: Ма шиностроение, 1975, с. 82, 85]. Недостатком штампа является отсутствие замкнутого контура матрицы, что приводит к отклонению формы полученной детали от формы инструмента. Гибка детали на пуансоне требует применения дополнительных устройств для съема детали с пуансона, что усложняет конструкцию штампа. Недостатком является также необходимость изменения контура матриц и пуансона даже при незначительном изменении формы и размеров детали. Известны штампы для гибки проволоки под названием геликоидные. Особенностью этих штампов является наличие подогнанных по посадке пуансона и матрицы, контур которых соответствует наружному профилю детали, причем пуансон имеет выступ на нижнем торце с профилем внутреннего контура детали по ширине соответствующей поперечному размеру сечения проволоки, а матрица со сквозным отверстием, соответствующим профилю пуансона и готовой детали из проволоки, имеет срез на торце со стороны пуансона под углом 10-60° к своей оси. Началом среза является верхний край рабочей полости (отверстия) матрицы, куда по касательной к выступ у пуансона и его наружному диаметру задается проволока [Скворцов Г.Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки. - М: Машиностроение, 1972, с 247248, рис.217]. Недостатком известного геликоидного штампа является ограниченность его технологических возможностей, связанных с тем, что наружные размеры готовой детали должны соответствова ть наружным размерам пуансона и отверстия в матрице и при переходе на другой, даже незначительно отличающийся размерами профиль готовой детали, штамп необходимо менять. Кроме того, остаточное пружинение готовой детали приводит к снижению качества в виде изменения ее размера после выхода из штампа, поэтому перед окончательным пуском штампа требуется большая работа по подгонке отверстия матрицы и пуансона, что часто связано с их дополнительным изготовлением в нескольких экземплярах. На одном штампе можно изготавливать гнутые детали только одного наружного размера и профиля. Известное техническое решение по совокупности признаков принято в качестве прототипа. Задача данного технического решения состоит в том, чтобы, не изменяя размеры подогнанных пуансона и матрицы, получать изделия с различными размерами и формой и получить возможность подгонять размеры получаемой детали к требуемым без подгонки пуансона и матрицы за счет дополнительного формоизменения детали, что приводит к расширению технологических возможностей процесса. Поставленная задача решается тем, что в штампе, содержащем ступенчатый пуансон, который входит в отверстие матрицы, выполненное по пуансону, матрица имеет скос торца со стороны пуансона, наружные размеры пуансона и отверстия матрицы превышают соответствующие размеры готовой детали, а штамп снабжен по крайней мере одной дополнительной матрицей, установленной под основной и имеющей профильную рабочую поверхность, верхняя часть которой соответствует профилю отверстия основной матрицы, а нижняя снабжена калибрующим пояском по наружному профилю получаемой детали, между основной и дополнительной матрицей выполнена радиальная расточка по наружному профилю отверстия основной матрицы. Выполнение размеров пуансона и отверстия в матрице больше размеров детали и другой формы позволяет получать гибкой в матрице более технологичные формы заготовки, с большими радиусами гиба, дает возможность для последующей доводки размеров и формы до требуемой, а также для получения заготовок одинаковой формы для различных по форме деталей. Выполнение профильного отверстия в дополнительной матрице позволяет оптимизировать формоизменение детали при его смещении в продольную матрицу и получить требуемую форму на вы ходе из калибрующего пояска Расположение основной и дополнительной матрицы одна над другой позволяет использовать гибочный пуансон для последовательного проталкивания деталей в профильное отверстие, причем деталь передает усилие предыдущей детали и одновременно деформируется сама. Выполнение кольцевой расточки между матрицами позволяет снять согнутую заготовку с пуансона и одновременно выполнить ее позиционирование в горизонтальном положении, чтобы не было перекосов при проталкивании в продольное отверстие. Известны геликоидные штампы для гибки деталей вокруг пуансона на матрице со скосом. Однако наружная форма детали всегда соответствуе т форме пуансона и отверстия в матрице, поэтому ряд деталей со сложным контуром, например, с поднутрениями, получить невозможно, В предложенном решении на матрице гнется заготовка, технологичная для таких штампов, а пуансон и матрица по размерам и форме не соответствуют го товой детали. Известно также использование профильных матриц для изменения размеров и формы, например при прессовании, волочении, вытяжке, когда происходит объемное формоизменение детали. В данном случае детали последовательно выполняют функции пуансона, проталкивающего детали в профильное отверстие и одновременно сами деформируются изменяя свои размеры. Известно применение уступов и пружинения детали для съема вытянутых деталей с пуансона. Полученный стакан проталкивается в вытяжную матрицу, за счет пружинения упирается в нижний торец матрицы и снимается с пуансона. В предложенном решении также используется пружинение, но одновременно со съемом детали с уступа пуансона производится ее позиционирование в горизонтальном положении, т.к. движение детали вниз ограничено профильным отверстием матрицы. Неизвестно совместное применение гибочных инструментов, один из которых (пуансон) выполняет также функцию проталкивания согнутых деталей в профильное отверстие, а проталкивание через профильное отверстие с изменением формы и размеров осуществляют сами детали, полученные ранее, а позиционирование деталей перед профильным отверстием производится в радиальной расточке. Использование предложенного технического решения по осуществлению гибки пуансона в отверстии на матрице со скосом и дополнительного формоизменения в профильном отверстии позволяет расширить технологические возможности геликоидных штампов за счет получения в одном штампе разных по размерам и форме изделий. Сокращается время на пуск штампа в работу за счет изменения только профильного и калибрующего отверстия. Повышается качество изделий (снижается разброс размеров по наружному профилю за счет появления калибрующей части штампа и возможной быстрой ее замены. Следовательно предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". Поиск по научно-технической и патентной информации показал, что совокупность всех существенных признаков заявляемого изобретения не известна. Следовательно, техническое решение соответствует требованиям новизны. На фиг. 1 показан геликоидный штамп для получения гибких изделий из проволоки, разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид расточки после гибочной матрицы, на фиг. 4 - вид возможных профилей отверстия; на фиг. 5 - вид заготовки после гибки в основной матрице на выходе из отверстия; на фиг. 6 деталь, полученная после выхода из профильной матрицы. Штамп состоит из пуансона 1, размещенного в направляющих 2, которые могут быть совмещены с матрицей 3, имеющей отверстие 4, подогнанное по посадке, с наружными размерами пуансона 1 и детали, снабженного на торце выступом 5. Между выступом 5 и отверстием 4 матрицы 3 размещается заготовка 6 из проволоки. Отверстие 4 в матрице 3 имеет снизу профильные отверстия 7 с калибрующим пояском 8, которые выполнены в дополнительной матрице или матрицах 9, 10, Торец матрицы 3 со стороны пуансона выполнен со скосом 11. В месте сопряжения матриц 3, 9 выполнена кольцевая расточка 13. На фиг. 3 показан вид расточки 12 после гибочной матрицы 3, позволяющей снять заготовку с выступа пуансона 5, а также обеспечить ее позиционирование перед проталкиванием в профильное отверстие 7. На фиг. 4 показан вид возможных профилей отверстия 7. Для профильного отверстия форма может быть, например, конической, параболической, волнистой в осевом сечении. На фиг. 5 показан один из видов заготовок после гибки в основной матрице на выходе из отверстия 4. На фиг. 6 показан вид детали, которую получают из данной заготовки после выхода из профильной матрицы 7 или 10 и которую невозможно получить гибкой в известном геликоидном штампе. Штамп работает следующим образом. Проволочная заготовка 6 подается в зазор между выступом 5 пуансона 1 и скосом 11 матрицы 3. Пуансон 1 начинаетдвижение вниз, заготовка 6, двигаясь по скосу 11 матрицы 3 загибает свои концы, принимая форму отверстия 4. Опустив заготовку до профильного отверстия 7 с расточкой 12, пуансон 1 возвращается в исходное верхнее положение, а заготовка остается в расточке за счет пружинения, в штамп вводится новая проволочная заготовка 6 и цикл повторяется, при этом новая заготовка занимает нижнее положение предыдущей заготовки в расточке, проталкивая ее в профильное отверстие 7 на величину равную высоте (диаметру) проволоки. При этом происходит дополнительное формоизменение заготовки. Затем цикл повторяется. Каждая последующая заготовка проталкивает предыдущие в профильное отверстие 7, в дополнительной матрице или матрицах 9, 10, затем в калибрующий поясок 8, и наконец готовые калиброванные изделия начинают подать из штампа в сборник под ним (на фиг. 1 и 2 не показан). Таким образом в отверстии 4 матрицы 3 происходит предварительная гибка изделия, окончательная гибка и калибровка происходит в отверстиях 7 и 8. Выполнив отверстия 7 и 8 в отдельных опорах 9 и 10 можно их менять, что позволяет переходить на другие размеры и форму готового изделия не меняя пуансона 1 и матрицы 3.