Штамп для пробивки отверстий

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ШТАМП ДЛЯ ПРОБИВКИ ОТВЕРСТИЙ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Томило Вячеслав Анатольевич Левкович Виктор Владимирович Денисов Александр Викторович Сидоров Михаил Михайлович Францкевич Владимир Антонович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(57) Штамп для пробивки отверстий, содержащий верхнюю плиту, на которой закреплен пуансонодержатель с пуансоном со скошенным торцом, и нижнюю плиту, на которой закреплена матрица, отличающийся тем, что оснащен дополнительно промежуточной плитой и запрессованной в нее втулкой, располагающейся соосно с пуансоном, причем втулка своей внутренней поверхностью входит в сопряжение с внешней поверхностью пуансона по винтовой линии.(56) 1. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. - Л. Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. - 520 с. 2. Ровинский Г.Н., Алабин С.В., Филиппов В.В., Калачев К.А., Зыбин В.Г. Холодная штамповка в машиностроении. - М. Машгиз, 1954. - С. 63. Фиг. 1 Полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована для пробивки отверстий в листовых материалах. 103832014.10.30 Полученные отверстия могут служить для соединения нескольких листов для формирования многолистовой рессоры. Известны штампы для пробивки отверстий, имеющие в своем составе верхнюю плиту,на которой закреплен пуансонодержатель с пуансоном с плоским торцом, и нижнюю плиту, на которой закреплена матрица 1. При использовании данных штампов происходит разделение металла одновременно по всему периметру отверстия, что требует значительных усилий штамповки. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является штамп, содержащий верхнюю плиту, на которой закреплен пуансонодержатель с пуансоном со скошенным торцом, и нижнюю плиту, на которой закреплена матрица 2. Данная конструкция штампа позволяет несколько снизить усилие пробивки за счет локализации очага деформации, хотя оно остается на достаточно высоком уровне. Задачей настоящей полезной модели является снижение усилия пробивки отверстий. Поставленная задача решается тем, что штамп для пробивки отверстий, содержащий верхнюю плиту, на которой закреплен пуансонодержатель с пуансоном со скошенным торцом, и нижнюю плиту, на которой закреплена матрица, оснащен дополнительно промежуточной плитой и запрессованной в нее втулкой, располагающейся соосно с пуансоном, причем втулка своей внутренней поверхностью входит в сопряжение с внешней поверхностью пуансона по винтовой линии. Сущность заявляемого технического решения заключается в изменении режима формирования отверстия. При рабочем ходе пресса верхняя плита с закрепленным на ней пуансонодержателем и пуансоном движется вниз. За счет сопряжения пуансона и втулки по винтовой линии пуансон начинает вращаться вокруг своей оси. В результате сложного движения пуансон,достигнув заготовки, на начальном этапе совершает операцию горячего резания. Данная стадия процесса характеризуется плавным ростом усилия вследствие внедрения пуансона в заготовку и роста контактной площади. На следующей стадии методом горячего резания происходит частичное разделение заготовки и отхода, что позволяет снизить фактическую толщину заготовки для последующей пробивки. Вследствие того что осевая составляющая скорости пуансона превышает тангенциальную, в определенный момент происходит рост напряжений и возникновение скалывающих трещин с последующим разделением заготовки и отхода (пробивка). Заявляемое техническое решение поясняется фиг. 1, 2. На фиг. 1 приведена схема штампа. Как видно из фигуры, штамп состоит из верхней плиты 1, на которой закреплены пуансонодержатель 2 и пуансон со скошенным торцом 3,нижней плиты 4, на которой закреплена матрица 5, и промежуточной плиты 6 с запрессованной в нее втулкой 7 позицией 8 обозначена заготовка. На фиг. 2 приведены зависимости усилия пробивки от времени, где А - кривая для штампа-прототипа, Б - кривая для заявляемого технического решения. Штамп работает следующим образом. Нижняя плита 4 с установленной на ней матрицей 5 и заготовкой 8 расположена на столе пресса. Промежуточная плита 6 с запрессованной в нее втулкой 7 закреплена неподвижно. При рабочем ходе пресса верхняя плита 1 с закрепленными на ней пуансонодержателем 2 и пуансоном со скошенным торцом 3 (далее пуансон) движется вниз. За счет сопряжения по винтовой линии пуансона 3 с неподвижной втулкой 7 пуансон совершает вращение вокруг своей оси. При достижении заготовки пуансон острой кромкой совершает операцию горячего резания и таким образом уменьшает фактическую толщину заготовки для пробивки. При дальнейшем перемещении пуансона вниз происходит полная пробивка отверстия. Испытания заявляемого технического решения проводились следующим образом. В штамп-прототип была добавлена промежуточная плита с втулкой. Втулка и пуансон введены в сопряжение по винтовой линии. Для замеров энергосиловых параметров между 2 103832014.10.30 хвостовиком штампа и ползуном пресса располагается предварительно тарированная месдоза. В качестве заготовки использовалась лента из стали 50 ХГФА толщиной 4 мм, в которой пробивалось отверстие диаметром 12 мм. Согласно замерам, максимальное усилие пробивки отверстия составляет 11,4 кН. В случае использования штампа-прототипа усилие составляет 15,8 кН. Наивысшая точка кривой (кривая Б на фиг. 2) соответствует наибольшему усилию и окончанию пластической стадии процесса пробивки. Перегиб кривой характеризует возникновение скалывающих трещин у режущих кромок матрицы и у пунсона, что является началом скола. Вертикальная линия соответствует окончанию вырубки, резкому падению усилия и разгрузке пресса. Таким образом, использование заявляемого технического решения позволяет снизить усилие пробивки отверстий. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3