RU2085320C1

RU2085320C1 - Die set for making packing members of heat mass exchange apparatuses

Info

Publication number: RU2085320C1
Application number: RU95118589A
Authority: RU
Inventors: Б.Е. Сельский; Н.М. Ахметзянов; М.П. Никольская; Г.П. Любина; Е.А. Лихтер; А.А. Смотрич
Original assignee: Сельский Борис Евсеевич
Priority date: 1995-11-01
Filing date: 1995-11-01
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: plastic metal working, chemical machine engineering, mainly manufacture of non-regular packing members in the form of different-type packing rings for heat mass exchange apparatuses. SUBSTANCE: die set for making packing members of heat mass exchange apparatuses includes successively arranged: punching unit with punches and die having cutting edges, bending unit with bending die, stripper, shaped cutter, metallic band stripper having mechanism for centering and holding band, parallelogram-type mechanism and two movable bending mandrels. Punching unit is in the form of punch holder provided with guiding columns engaging with sleeves secured to metallic band stripper. Bending die is in the form of upper and lower bending die halves. Upper die half is mounted in movable part of die set. Said movable bending mandrels are arranged in both ends of lower die half. Said shaped cutter has cutting edge contour coinciding with contour of upper bending die half and engaging with cutting edge of die of said punching unit. One bending mandrel is mounted immediately adjacent to cutting edge of die of punching unit and in its initial position it is flush relative to upper edge of said die. Second bending mandrel is arranged partially in cavity of lower bending die half and mounted with possibility of motion relative to it by means of parallelogram type mechanism. EFFECT: improved design. 5 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в химическом машиностроении, преимущественно для изготовления насадочных элементов нерегулярных (насыпных) насадок в виде различных типов насадочных колец таких, например, как "Кольцо Рашига", "Кольцо Палля", "Кольцо Ралу", "Мини Каскад" и др. применяемых в тепломассообменных аппаратах. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in chemical engineering, mainly for the manufacture of nozzle elements of irregular (bulk) nozzles in the form of various types of nozzle rings such as, for example, “Rashig Ring”, “Pall Ring”, “Ring of Ralu”, "Mini Cascade" and others. Used in heat and mass transfer devices.

Из уровня техники известны разнообразные конструкции штампов, предназначенных для обработки листового материала [1] [2]
Эти штампы предназначены в основном для пробивки отверстий в листовом материале посредством пуансонов и матриц. При работе штампа листовой материал подается в зону обработки специальными периодически действующими механизмами. Недостатком таких штампов является сравнительно длительная переналадка при необходимости вырубки отверстий различной формы, большие габариты и низкая надежность. Кроме того, такие штампы узкоспециализированы на одну операцию, что приводит к необходимости иметь набор соответствующих штампов для изготовления насадочных колец.The prior art various designs of dies designed for processing sheet material [1] [2]
These dies are mainly intended for punching holes in sheet material using punches and dies. When the stamp is working, sheet material is fed into the processing zone by special periodically acting mechanisms. The disadvantage of such dies is the relatively long readjustment if necessary, cutting holes of various shapes, large dimensions and low reliability. In addition, such dies are highly specialized for one operation, which leads to the need to have a set of appropriate dies for the manufacture of packing rings.

Известны также разнообразные конструкции гибочных штампов [3] [4] предназначенные для формирования деталей из листового материала путем гибки, содержат матрицу и пуансон с формующей полостью, в которой размещена оправка. Also known are various designs of bending dies [3] [4] intended for forming parts from sheet material by bending, contain a matrix and a punch with a forming cavity in which the mandrel is placed.

Недостатком таких штампов является возможность осуществления только одной окончательной операции формирование окончательного вида изделия, а также отсутствие возможности оперативной переналадки для изготовления деталей различной конфигурации. The disadvantage of such dies is the ability to carry out only one final operation, the formation of the final type of product, as well as the lack of the possibility of rapid readjustment for the manufacture of parts of various configurations.

Наиболее близким к предлагаемому является штамп для изготовления насадочных элементов [5] содержащий последовательно расположенный узел пробивки отверстий с пуансонами и матрицей, имеющей режущие кромки, узел гибки с гибочным пуансоном и гибочной матрицей с режущими кромками, взаимодействующими с режущими кромками пробивной матрицы, съемник и узел отбортовки пробитых отверстий, включающий подвижные опоры, отбортовочную матрицу и отбортовочные пуансоны. Closest to the proposed is a stamp for the manufacture of nozzle elements [5] containing a sequentially located knot for punching holes with punches and a matrix having cutting edges, a bending unit with a bending punch and a bending matrix with cutting edges interacting with the cutting edges of the punch matrix, a puller and a unit flanging of punched holes, including movable bearings, flanging matrix and flanging punches.

Недостатком прототипа является малая производительность, обусловленная необходимостью применения таких штампов только с прессами большой мощности, которые имеют соответственно малое число ходов (до 30 ходов в мин.) Кроме того, в прототипе затруднен визуальный контроль за процессом формирования колец и их удалением, что затрудняет накладку штампа и снижает надежность работы. The disadvantage of the prototype is its low productivity, due to the need to use such dies only with high-power presses, which have a correspondingly small number of strokes (up to 30 strokes per minute). In addition, the prototype is difficult to visual control the process of ring formation and their removal, which makes it difficult to pad stamp and reduces reliability.

Цель изобретения повышение производительности и надежности работы штампа, снижение его габаритов за счет уменьшения рабочего хода, а также расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности оперативной переналадки на изготовление различных видов насадочных колец. The purpose of the invention is to increase the productivity and reliability of the stamp, reduce its dimensions by reducing the stroke, as well as expanding technological capabilities by providing the possibility of rapid readjustment to manufacture various types of nozzle rings.

Цель достигается тем, что в штампе для изготовления насадочных элементов тепломассообменных аппаратов, содержащем последовательно расположенные узел пробивки с пуансонами и матрицей, имеющей режущие кромки, узел гибки с гибочной матрицей и съемник, согласно изобретению, дополнительно введены фигурный нож, съемник полосы металла с механизмом центрирования и удержания полосы, параллелограммный механизм и две подвижные гибочные оправки, узел пробивки выполнен в виде пуансонодержателя, снабженного направляющими колонками, взаимодействующими с втулками, закрепленными на съемнике полосы металла, гибочная матрица выполнена в виде верхней и нижней гибочных полуматриц, верхняя полуматрица закреплена на подвижной части штампа, а по обоим торцам нижней полуматрицы установлены подвижные гибочные оправки, фигурный нож выполнен с контуром режущей кромки, повторяющим контур верхней гибочной полуматрицы и взаимодействующим с режущей кромкой матрицы узла пробивки, при этом одна гибочная оправка установлена вплотную к режущей кромке матрицы узла пробивки и в исходном положении заподлицо с верхней ее поверхностью, а вторая гибочная оправка частично расположена в полости нижней гибочной полуматрицы и закреплена с возможностью перемещения относительно нее посредством параллелограммного механизма. The goal is achieved by the fact that in the stamp for the manufacture of nozzle elements of heat and mass transfer apparatus, containing sequentially located punching unit with punches and a matrix having cutting edges, a bending unit with a bending matrix and a puller, according to the invention, a curly knife, a stripper of a metal with a centering mechanism are additionally introduced and holding the strip, a parallelogram mechanism and two movable bending mandrels, the punching unit is made in the form of a punch holder equipped with guide columns, interacting The bending matrix is made in the form of an upper and lower bending half-matrix, with the upper half-matrix mounted on the movable part of the die, and movable bending mandrels installed at both ends of the lower half-matrix, a curly knife is made with a cutting edge contour repeating the contour the upper bending half-matrix and interacting with the cutting edge of the matrix of the punching unit, while one bending mandrel is installed close to the cutting edge of the matrix of the punching unit and in the initial position flush with its upper surface, and the second bending mandrel is partially located in the cavity of the lower bending half-matrix and is fixed with the possibility of movement relative to it by means of a parallelogram mechanism.

На фиг.1 изображен штамп для изготовления насадочных элементов тепломассообменных аппаратов; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг.1; на фиг. 4 траверса гибочной оправки, вид спереди; на фиг.5 траверса гибочной оправки, вид сверху. Figure 1 shows a stamp for the manufacture of nozzle elements of heat and mass transfer apparatus; figure 2 view a in figure 1; figure 3 view B in figure 1; in FIG. 4 traverse of the bending mandrel, front view; figure 5 crosshead bending mandrel, top view.

Штамп для изготовления насадочных элементов тепломассообменных аппаратов содержит нижнюю плиту 1 с направляющими колонками 2, верхнюю плиту 3 с направляющими втулками 4. На плите 1 установлены подкладная плита 5, нижняя гибочная полуматрица 6 и полая стойка 7, а на плите 3 пуансонодержатель 8 с блоком 9 пуансонов, верхняя гибочная полуматрица 10, торцевой упор 11 и фигурный нож 12, контур режущей кромки которого совпадает с контуром полуматрицы 10. По обоим торцам нижней гибочной полуматрицы 6 расположены подвижные гибочные оправки 13 и 14. Гибочная оправка 13 закреплена на подвижной траверсе (фиг. 4 и 5), которая установлена на направляющих 16 и 17, проходящих через нижнюю плиту 1. На траверсе 15 смонтирован также механизм 18 съема готового изделия, при этом механизм 18 съема готового изделия размещен внутри полой стойки 7. Гибочная оправка 14 посредством параллелограммного механизма в виде расположенных параллельно поворотных рычагов 19 и 20 соединена с подкладной плитой 5 и подпружинена относительно нее с помощью пружины 21. Шарнирно соединенные с подкладной плитой 5 концы поворотных рычагов 19 и 20 расположены в пазу 22, который выполнен в подкладной плите 5. The stamp for the manufacture of nozzles for heat and mass transfer apparatus includes a bottom plate 1 with guide columns 2, an upper plate 3 with guide bushings 4. A plate 5 has a backing plate 5, a lower bending half-matrix 6 and a hollow column 7, and a plate 3 punch holder 8 with block 9 punches, the upper bending half-matrix 10, the end stop 11 and the figured knife 12, the contour of the cutting edge of which coincides with the contour of the half-matrix 10. At both ends of the lower bending half-matrix 6 are movable bending mandrels 13 and 14. The bending Ravka 13 is mounted on a movable traverse (Fig. 4 and 5), which is mounted on guides 16 and 17 passing through the bottom plate 1. A mechanism 18 for removing the finished product is also mounted on the traverse 15, while the mechanism 18 for removing the finished product is placed inside the hollow rack 7. The bending mandrel 14, by means of a parallelogram mechanism in the form of parallel rotating arms 19 and 20, is connected to the backing plate 5 and spring-loaded relative to it using a spring 21. The ends of the swinging arms 19 and 2 pivotally connected to the backing plate 5 0 are located in the groove 22, which is made in the backing plate 5.

Кроме того, пуансонодержатель 8 снабжен дополнительными направляющими колонками 23, взаимодействующими с втулками 24, закрепленными на П-образном съемнике 25 полосы 26 металла. Съемник 25 закреплен на полой стойке 7 и снабжен механизмом центрирования и удержания полосы 26 металла, который содержит закрепленную на съемнике 25 планку 27, два рычага 28 и 29, которые закреплены на планке 27 с возможностью поворота вокруг центральных осей 30 и 31, и две зажимные щеки 32 и 33, с которыми шарнирно соединены соответственно первые и вторые концы рычагов 28 и 29. Концы рычагов 28 и 29 размещены в пазах 34, выполненных в съемнике 25. In addition, the punch holder 8 is equipped with additional guide columns 23, interacting with the bushings 24, mounted on a U-shaped puller 25 of the strip 26 of the metal. The puller 25 is mounted on a hollow pillar 7 and is equipped with a mechanism for centering and holding the metal strip 26, which comprises a bar 27 fixed to the puller 25, two levers 28 and 29, which are mounted on the bar 27 with the possibility of rotation around the central axes 30 and 31, and two clamping cheeks 32 and 33, with which the first and second ends of the levers 28 and 29 are pivotally connected, respectively. The ends of the levers 28 and 29 are placed in the grooves 34 made in the puller 25.

Второй конец рычага 28 дополнительно соединен со съемником 25 посредством пружины 35, а зажимная щека 32 снабжена ручкой 36. На полой стойке 7 закреплена также с возможностью переустановки из одного рабочего положения в другое нож-матрица 37 с режущими кромками 38 и 39, при этом режущая кромка 38 расположена в горизонтальной плоскости, касательной к участку поверхности гибочной оправки 13, обращенной к фигурному ножу 12. В ноже-матрице 37 выполнены две группы просечных отверстий 40, расположенные симметрично относительно продольной оси, при этом нож-матрица 37 закреплена на полой стойке 7 таким образом, что ее продольная ось симметрии совпадает с прямой, проходящей через оси втулок 24. Число просечных отверстий 40 в каждой группе равно числу пуансонов 9. Кроме того, в съемнике 25 выполнены отверстия 41 напротив просечных отверстий 40 в ноже-матрице 37, а нижняя гибочная полуматрица 6 выполнена со скосами 42. Пуансонодержатель 8 с блоком пуансонов 9, связанный посредством дополнительных направляющих колонок 23 и втулок 24 со съемником 25 полосы 26, содержащим механизм центрирования и удержания полосы 26, и нож-матрица 37 образуют сменный просечно-гибочный пакет. The second end of the lever 28 is additionally connected to the puller 25 by means of a spring 35, and the clamping jaw 32 is provided with a handle 36. On the hollow stand 7 is also fixed with the possibility of reinstallation from one working position to another knife matrix 37 with cutting edges 38 and 39, while cutting the edge 38 is located in a horizontal plane tangent to the surface portion of the bending mandrel 13 facing the figured knife 12. In the knife matrix 37 there are two groups of slotted holes 40 located symmetrically with respect to the longitudinal axis, while the knife-ma the nut 37 is mounted on the hollow pillar 7 so that its longitudinal axis of symmetry coincides with the straight line passing through the axis of the bushings 24. The number of slotted holes 40 in each group is equal to the number of punches 9. In addition, holes 41 are made in the puller 25 opposite the slotted holes 40 in the knife matrix 37, and the lower bending half-matrix 6 is made with bevels 42. The punch holder 8 with the block of punches 9, connected by additional guide columns 23 and bushings 24 to the stripper 25 of the strip 26, containing the centering and holding mechanism of the strip 26, Knife matrix 37 form a removable perforated-brake package.

Штамп для изготовления насадочных элементов тепломассообменных аппаратов работает следующим образом. В зависимости от типа изготавливаемого элемента в штампе устанавливается соответствующий сменный просечно-гибочный пакет. Затем заправляется полоса 26 металла до режущей кромки 38. Для этого с помощью ручки 36 разжимают зажимные щеки 32 и 33. После заправки полосы 26 металла производится ее зажим и одновременное центрирование посредством зажимных щек 32 и 33, связанных через рычаг 28 с пружиной 35. Включают привод пресса, и при перемещении верхней части штампа вниз происходит пробивка и одновременная отгибка лепестков кольца насадки, при этом кривизна лепестков соответствует кривизне режущих кромок блоков 9 пуансонов. При обратном ходе блока 9 пуансонов за счет сил трения между поверхностями пуасонов и пробитой полосы 26 металла, последний поднимается до упора с нижней поверхностью съемника 25. При дальнейшем движении вверх блок 9 пуансонов выходит из полосы 26 металла, которая за счет зажимных щек 32 и 33 удерживается в верхнем положении. Далее производится подача полосы 26 металла до упора 11 и повторно включается привод пресса. При повторном ходе вниз верхней части штампа происходит отрезка и одновременно гибка заготовки насадочного элемента, так как резка начинается одновременно с двух противоположных сторон полосы 26 металла (за счет формы фигурного ножа 12) в направлении к ее продольной оси, при этом одновременно происходит загиб на гибочной оправке 13 отрезанных участков вниз за счет взаимодействия их с гибочной поверхностью ножа 12. В результате на гибочной оправке 13 сначала формируется U-образная заготовка, прижатая к ней центральной частью фигурного ножа 12, так как режущая кромка 38 расположена в горизонтальной плоскости, касательной к поверхности гибочной оправки 13, обращенной к фигурному ножу 12. При дальнейшем движении верхней части штампа вниз концы отрезанной U-образной заготовки, прижатой центральной частью ножа 12 к гибочной оправке 12, входят по взаимодействие сначала со скосами 42 нижней гибочной полуматрицы 6, а затем с ее формообразующей поверхностью с образованием цилиндрического кольца. A stamp for the manufacture of nozzle elements of heat and mass transfer apparatus works as follows. Depending on the type of element being manufactured, a corresponding interchangeable bending bag is installed in the stamp. Then the metal strip 26 is tucked to the cutting edge 38. For this, the clamping jaws 32 and 33 are opened using the handle 36. After the metal strip 26 is refilled, it is clamped and simultaneously centered by means of the clamping jaws 32 and 33 connected through the lever 28 to the spring 35. Turn on press drive, and when moving the upper part of the stamp down, punching and simultaneous bending of the nozzles of the nozzle ring occur, while the curvature of the petals corresponds to the curvature of the cutting edges of the blocks 9 of the punches. During the reverse stroke of the block of 9 punches due to the friction forces between the surfaces of the punches and the punched metal strip 26, the latter rises to the stop with the lower surface of the puller 25. With a further upward movement, the block of 9 punches leaves the strip 26 of metal, which is due to the clamping cheeks 32 and 33 held up. Next, the metal strip 26 is fed to the stop 11 and the press drive is switched on again. During the repeated downward stroke of the upper part of the stamp, a piece is cut and the billet of the nozzle element is bent simultaneously, since the cutting starts simultaneously from two opposite sides of the metal strip 26 (due to the shape of the curly knife 12) in the direction to its longitudinal axis, at the same time bending occurs on the bending the mandrel 13 of the cut sections down due to their interaction with the bending surface of the knife 12. As a result, a U-shaped blank is first formed on the bending mandrel 13, pressed against it by the central part of the figured knife 12, As the cutting edge 38 is located in a horizontal plane tangent to the surface of the bending mandrel 13, facing the curly knife 12. With the further movement of the upper part of the stamp down the ends of the cut U-shaped workpiece, pressed by the Central part of the knife 12 to the bending mandrel 12, enter into interaction first, with bevels 42 of the lower bending half-matrix 6, and then with its shaping surface to form a cylindrical ring.

Гибочная оправка 14 обеспечивает калибровку противоположного конца насадочного элемента. В исходном положении гибочная оправка 14 частично расположена в гибочной полости нижней гибочной полуматрицы 6, а в конечной стадии гибки концы заготовки насадочного элемента заходят под гибочную оправку 14 и приподнимают ее на толщину полосы 26. Иными словами, происходит калибровка обоих концов заготовки насадочного элемента. Bending mandrel 14 provides calibration of the opposite end of the nozzle element. In the initial position, the bending mandrel 14 is partially located in the bending cavity of the lower bending half matrix 6, and in the final stage of bending, the ends of the blank of the nozzle element go under the bending mandrel 14 and raise it to the thickness of the strip 26. In other words, both ends of the blank of the nozzle element are calibrated.

При движении верхней части штампа вверх сформированный насадочный элемент, прижатый усилием буфера пресса (на чертежах не показан) и гибочный оправки 13, движется вместе с ней вверх. Одновременно другой конец насадочного элемента, взаимодействуя с гибочной оправкой 14, перемещает ее вверх (оправка 14 совершает при этом плоско параллельное перемещение) и выходит из нее, так как другой конец насадочного элемента зажат между оправкой 13 и буфером пресса. When the upper part of the stamp moves upward, the formed packing element pressed by the pressure of the press buffer (not shown in the drawings) and the bending mandrel 13 moves up with it. At the same time, the other end of the nozzle element, interacting with the bending mandrel 14, moves it up (the mandrel 14 makes a plane parallel movement) and leaves it, since the other end of the nozzle element is sandwiched between the mandrel 13 and the press buffer.

При достижении гибочной оправки 13 верхнего положения, являющегося ее исходным положением, готовый насадочный элемент с помощью механизма 18 съема готового изделия сбрасывается в тару. Upon reaching the bending mandrel 13 of the upper position, which is its initial position, the finished nozzle element using the mechanism 18 of the removal of the finished product is dumped into the container.

Применение предложенного штампа обеспечивает снижение энергозатрат при одновременном резком повышении производительности и быстрой переналадке на различные виды насадочных колец. The application of the proposed stamp provides a reduction in energy consumption while simultaneously dramatically increasing productivity and quickly changing over to various types of packing rings.

Claims

Штамп для изготовления насадочных элементов тепломассообменных аппаратов, содержащий последовательно расположенные узел пробивки с пуансонами и матрицей, имеющей режущие кромки, узел гибки с гибочной матрицей и съемник, отличающийся тем, что в него дополнительно введены фигурный нож, съемник полосы металла с механизмом центрирования и удержания полосы, параллелограммный механизм и две подвижные гибочные оправки, узел пробивки выполнен в виде пуансонодержателя, снабженного направляющими колонками, взаимодействующими с втулками, закрепленными на съемнике полосы металла, гибочная матрица выполнена в виде верхней и нижней гибочных полуматриц, верхняя полуматрица закреплена на подвижной части штампа, а по обоим торцам нижней полуматрицы установлены подвижные гибочные оправки, фигурный нож выполнен с контуром режущей кромки, повторяющим контур верхней гибочной полуматрицы и взаимодействующим с режущей кромкой матрицы узла пробивки, при этом одна гибочная оправка установлена вплотную к режущей кромке матрицы узла пробивки и в исходном положении заподлицо с верхней ее поверхностью, а вторая гибочная оправка частично расположена в полости нижней гибочной полуматрицы и закреплена с возможностью перемещения относительно нее посредством параллелограммного механизма. A stamp for the manufacture of nozzle elements of heat and mass transfer apparatus, comprising a sequentially located punching unit with punches and a matrix having cutting edges, a bending unit with a bending matrix and a puller, characterized in that a curly knife, a stripper of a metal with a centering and holding mechanism are additionally inserted into it , a parallelogram mechanism and two movable bending mandrels, the punching unit is made in the form of a punch holder equipped with guide columns interacting with the bushings, closed warmed up on a stripper of a metal strip, the bending matrix is made in the form of an upper and lower bending half-matrix, the upper half-matrix is mounted on the movable part of the stamp, and movable bending mandrels are installed at both ends of the lower half-matrix, a curly knife is made with a cutting edge contour repeating the contour of the upper bending half-matrix and interacting with the cutting edge of the matrix of the punching unit, while one bending mandrel is installed close to the cutting edge of the matrix of the punching unit and is flush with its upper position in the initial position surface, and the second bending mandrel is partially located in the cavity of the lower bending half-matrix and is fixed with the possibility of movement relative to it by means of a parallelogram mechanism.