RU2821447C1 - Lower female die for making plate springs - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to a lower female die for making disc springs. Technical result is achieved by the lower part of the die for making disc springs, which contains an upper forming part in the form of a truncated cone, which ends at the top with a plane, and a base. At the same time, this part and the base, which are made separately, are fixed to each other by a bolt thrusting the head against the plane of this part, which is tightly placed with an internal conical surface on the truncated cone of the base due to annular depressions made on its peripheral and central parts for corresponding sealing elements. Peripheral annular depression is separated by a wall from the side surface of the base and a lowered wall from the first and other annular grooves formed on its truncated cone, and the central annular depression is separated by a wall from the side surface of the threaded seat and by a lowered wall from the last annular groove. On the side surface of the base there are also diametrically opposite blind seats connected by longitudinal openings with the first and last annular grooves, respectively. In the partition separating the first and second annular grooves, through 180° there is a groove relative to the longitudinal window of the base, relative to which after 180° in the second partition of its cone another groove is formed and so on with their number equal to the number of annular grooves of the base.

EFFECT: reduced material consumption of the lower matrix and labour intensity of its manufacturing, as well as increased resistance of the lower matrix of the stamp during heating.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности используется для изготовления заготовок шайб, в том числе тарельчатых пружин, методом горячей штамповки на прессах [B21J13/02; B21D37/16; B21K29/00].The invention relates to mechanical engineering, in particular it is used for the manufacture of blanks of washers, including disc springs, by hot stamping on presses [B21J13/02; B21D37/16; B21K29/00].

Известен КУЗНЕЧНЫЙ ШТАМП С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕМ И ОХЛАЖДЕНИЕМ [CN113000765 (A), опубл. 2021-06-22], содержащий опорную плиту, ковочное устройство, позиционирующее и фиксирующее устройство, основание устройства, охлаждающий узел и устройство перемещения узла; внутренняя полость охлаждения заполнена охлаждающей жидкостью, используемой для охлаждения ковочной формы, а неподвижная и подвижная формы одновременно охлаждаются через выпускные отверстия для жидкости на верхнем и нижнем концах полости охлаждения; узел стержня и второй узел шатуна выполняют открывающее и закрывающее движение, а второй узел шатуна приводит в движение подвижный стержень для линейного перемещения во время движения, тем самым приводя в движение охлаждающий узел, соединенный с ним, для перемещения между неподвижной формой и подвижной формой для операция охлаждения, таким образом реализуя эффект привода охлаждающего узла для охлаждения ковочного штампа.Known FORGING DIE WITH AUTOMATIC POSITIONING AND COOLING [CN113000765 (A), publ. 2021-06-22], containing a base plate, a forging device, a positioning and fixing device, a device base, a cooling unit and a unit moving device; the internal cooling cavity is filled with cooling liquid used to cool the forging mold, and the stationary and movable molds are simultaneously cooled through the liquid outlet holes at the upper and lower ends of the cooling cavity; the rod assembly and the second connecting rod assembly perform the opening and closing movement, and the second connecting rod assembly drives the movable rod to move linearly during movement, thereby driving the cooling unit connected thereto to move between the fixed mold and the movable mold for operation cooling, thus realizing the effect of driving the cooling unit to cool the forging die.

Недостатком данного аналога является сниженная стойкость матриц штампа за счет непостоянного, проводного охлаждения матриц штампов.The disadvantage of this analogue is the reduced durability of the stamp matrices due to inconsistent, wire-based cooling of the stamp matrices.

Из уровня техники известна ОХЛАЖДАЕМАЯ МАТРИЦА ШТАМПА ПОД ПОКОВКУ - ДИСК [RU2686176 (C1), опубл. 2019-04-24], содержащая верхнюю формообразующую, среднюю и нижнюю опорную части, соединенные посредством крепежа с обеспечением контакта их поверхностей; на верхней поверхности средней части выполнены кольцевые канавки, расположенные от периферии до ее центра и разделенные стенками, причем центральная кольцевая канавка своей внутренней стенкой отделена от образованного в центре глухого осевого гнезда, в дне которого выполнены два противоположно расположенных продольных окна, каждое их которых открыто в дно своего глухого поперечного канала, расположенного диаметрально противоположно другому глухому поперечному каналу, образованному с наружной боковой поверхности средней части; в них открыты продольные окна и с началами в каждой из кольцевых канавок; при этом по внешнему периметру периферийной кольцевой канавки образовано кольцевое понижение под уплотнительный элемент, открытое по внутреннему периметру в нее и отделенное по внешнему периметру стенками от наружной боковой поверхности средней части.Known from the prior art is a COOLED DIE DIE FOR FORGING - DISC [RU2686176 (C1), publ. 2019-04-24], containing the upper form-building, middle and lower support parts, connected by means of fasteners to ensure contact of their surfaces; on the upper surface of the middle part there are annular grooves located from the periphery to its center and separated by walls, and the central annular groove with its inner wall is separated from the blind axial socket formed in the center, in the bottom of which there are two oppositely located longitudinal windows, each of which is open in the bottom of its blind transverse channel located diametrically opposite to another blind transverse channel formed from the outer side surface of the middle part; longitudinal windows are open in them and with beginnings in each of the annular grooves; Moreover, along the outer perimeter of the peripheral annular groove, an annular depression is formed for the sealing element, open along the inner perimeter into it and separated along the outer perimeter by walls from the outer lateral surface of the middle part.

Недостатком данной матрицы является нестойкость нижней матрицы штампа, за счет ослабления средней части глухим осевым гнездом, наличия больше двух продольных окон с началами в ее кольцевых канавках и концами в глухих поперечных каналах, отсутствия фиксации уплотнительного элемента в кольцевом понижении со стороны периферийной кольцевой канавки.The disadvantage of this matrix is the instability of the lower die matrix, due to the weakening of the middle part by a blind axial seat, the presence of more than two longitudinal windows with beginnings in its annular grooves and ends in blind transverse channels, and the lack of fixation of the sealing element in the annular depression on the side of the peripheral annular groove.

Наиболее близким по технической сущности является ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОВКИ И ШТАМПОВКИ [CN113814346 (A), опубл. 2021-12-21], содержащее верхнюю матрицу штампа, нижнюю матрицу штампа, датчик температуры и комбинированный полупроводниковый механизм охлаждения; верхний штамп имеет выпуклую структуру, а нижний штамп имеет вогнутую структуру, соответствующую верхнему штампу, верхняя форма и нижняя форма жестко соединены соответствующими сращиваниями, боковые торцы верхней формы и соединительного конца нижней формы соответственно равномерно раскрыты прямоугольными сквозными отверстиями по контурной кромке верхней формы и соединительной части нижней формы; комбинированный полупроводниковый механизм охлаждения включает в себя верхний опорный блок, нижний опорный блок, полупроводниковое охлаждающее ребро, резервуар для воды, проволочный канал и водонепроницаемое резиновое кольцо.The closest in technical essence is a COOLING DEVICE FOR FORGING AND STAMPING [CN113814346 (A), publ. 2021-12-21], containing an upper die matrix, a lower die matrix, a temperature sensor and a combined semiconductor cooling mechanism; the upper die has a convex structure, and the lower die has a concave structure corresponding to the upper die, the upper mold and the lower mold are rigidly connected by corresponding splices, the side ends of the upper mold and the connecting end of the lower mold are respectively evenly opened with rectangular through holes along the contour edge of the upper mold and the connecting part lower form; The combined semiconductor cooling mechanism includes an upper support block, a lower support block, a semiconductor cooling fin, a water tank, a wire channel and a waterproof rubber ring.

Основной технической проблемой прототипа, который содержит выпуклый верхнюю матрицу штампа, вогнутую нижнюю матрицу штампа, механизм охлаждения из полупроводниковых ребер, является большая масса исходной заготовки и трудоемкость изготовления из-за большого диаметра основания матриц, сниженная стойкость матриц штампа при горячей штамповке, из-за отсутствия перемешивания охлаждающей жидкости, и, следовательно, возникновение зон перегрева, которую можно доработать за счет конструктивных элементов в системе охлаждения.The main technical problem of the prototype, which contains a convex upper die matrix, a concave lower die die, and a cooling mechanism made of semiconductor fins, is the large mass of the initial workpiece and the complexity of manufacturing due to the large diameter of the die base, reduced durability of the die matrices during hot stamping, due to lack of mixing of the coolant, and, consequently, the emergence of overheating zones, which can be modified through structural elements in the cooling system.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.The objective of the invention is to eliminate the shortcomings of the prototype.

Технический результат изобретения заключается в уменьшение материалоемкости нижней матрицы, трудоемкости изготовления нижней матрицы и повышение стойкости нижней матрицы штампа при нагревании.The technical result of the invention is to reduce the material consumption of the lower matrix, the labor intensity of manufacturing the lower matrix and increase the resistance of the lower stamp matrix when heated.

Указанный технический результат достигается за счет того, что нижняя матрица штампа для изготовления тарельчатых пружин, состоящая из верхней формообразующей части и основания, при этом верхняя часть и основание зафиксированы болтовым соединением, на внутренней поверхности верхней части герметично размещена охлаждающая система с проточками, а продольное окно соединяет начало или конец охлаждающей системы с глухими отверстиями.The specified technical result is achieved due to the fact that the lower matrix of the stamp for the manufacture of disc springs, consisting of an upper forming part and a base, while the upper part and the base are fixed with a bolted connection, a cooling system with grooves is hermetically placed on the inner surface of the upper part, and a longitudinal window Connects the beginning or end of the cooling system to blind holes.

В частности, верхняя часть выполнена в виде усеченного конуса или конической шайбы.In particular, the upper part is made in the form of a truncated cone or conical washer.

В частности, коническая шайба заканчивается на вершине кольцом или плоскостью.In particular, a conical washer ends at the apex with a ring or plane.

В частности, основание выполнено цилиндрическим или кубическим.In particular, the base is made cylindrical or cubic.

В частности, охлаждающая система представлена кольцевыми канавками или змеевиком.In particular, the cooling system is represented by annular grooves or a coil.

В частности, для герметизации охлаждающей системы имеется уплотнительный элемент или прокладочный материал.In particular, a sealing element or gasket material is provided to seal the cooling system.

В частности, проточки могут быть выполнены в виде соединительной муфты или углового перекрестного узла.In particular, the grooves can be made in the form of a coupling or an angular cross knot.

В частности, подача хладагента в кольцевые канавки осуществляется у вершины формообразующей части или периферии усеченного конуса основания.In particular, the supply of coolant to the annular grooves is carried out at the top of the forming part or the periphery of the truncated cone of the base.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

На фиг. 1 представлен общий вид нижней матрицы в разрезе.In fig. Figure 1 shows a general cross-sectional view of the lower matrix.

На фигуре обозначено: 1 - верхняя коническая шайба; 2 - кольцо; 2” - плоскость; 3 - гнездо; 4 - основание; 5 (5”) - уплотнительный элемент; 6 - стенка; 7 (7”) - пониженная стенка; 8 (8”)- кольцевая канавка; 9 - перегородка, 10 - глухое отверстие А; 11 - глухое отверстие В; 12 - продольное окно А; 13 - продольное окно В; 14 - проточка; 15 - болтовое соединение; 16 - головка болта.The figure indicates: 1 - upper conical washer; 2 - ring; 2” - plane; 3 - socket; 4 - base; 5 (5”) - sealing element; 6 - wall; 7 (7”) - lowered wall; 8 (8”) - ring groove; 9 - partition, 10 - blind hole A; 11 - blind hole B; 12 - longitudinal window A; 13 - longitudinal window B; 14 - groove; 15 - bolted connection; 16 - bolt head.

Осуществление изобретения.Implementation of the invention.

Нижняя матрица штампа имеет верхнюю формообразующую часть в виде конической шайбы 1, заканчивающейся на вершине кольцом 2. Шайба 1 размещена внутренней конической поверхностью на усеченном конусе основания нижней матрицы 4 с резьбовым гнездом 3. Основание усеченного конуса переходит в цилиндрическое основание 4 матрицы штампа.The lower die matrix has an upper form-building part in the form of a conical washer 1, ending at the top with a ring 2. Washer 1 is placed with its internal conical surface on the truncated cone of the base of the lower die 4 with a threaded socket 3. The base of the truncated cone goes into the cylindrical base 4 of the die matrix.

В альтернативных вариантах реализации верхняя формообразующая часть может быть выполнена в виде усеченного конуса и на вершине заканчиваться плоскостью 2”. Кроме того, основание нижней матрицы штампа может быть реализовано кубическим.In alternative embodiments, the upper form-building part can be made in the form of a truncated cone and end at the top with a 2” plane. In addition, the base of the lower die matrix can be realized as cubic.

Представленные варианты реализации заявленного технического решения с разным выполнением конструкции верхней формообразующей части и основания матрицы штампа позволяет достичь заявленного технического результата изобретения, поскольку обеспечивается сборная конструкция нижней матрицы штампа, при это уменьшается материальные и временные затраты на производство указанной матрицы.The presented options for implementing the claimed technical solution with different designs of the upper form-generating part and the base of the die matrix make it possible to achieve the stated technical result of the invention, since a prefabricated design of the lower die matrix is provided, while reducing the material and time costs for the production of the specified matrix.

На периферии усеченного конуса выполнено кольцевое понижение под уплотнительный элемент 5, отделенное стенкой 6 от боковой поверхности основания 4 штампа и пониженной стенкой 7 от первой кольцевой канавки 8, образованной на этом конусе. На кольцевом понижении выполнено четное количество, например, 10 штук, кольцевых канавок 8 (8”). Каждая кольцевая канавка изолирована от последующей канавки перегородкой 9: первая кольцевая канавка 8 отделена от второй кольцевой канавки перегородкой 9 и так далее до последней канавки.At the periphery of the truncated cone there is an annular depression for the sealing element 5, separated by a wall 6 from the side surface of the stamp base 4 and a reduced wall 7 from the first annular groove 8 formed on this cone. On the annular depression there is an even number, for example, 10 pieces, 8 (8”) annular grooves. Each annular groove is isolated from the subsequent groove by a partition 9: the first annular groove 8 is separated from the second annular groove by a partition 9 and so on until the last groove.

С боковой поверхности основания 4 выполнены глухое отверстие А 10 и глухое отверстие В 11, расположенные диаметрально противоположно. Они соединены продольными окнами 12 и 13 с первой кольцевой канавкой 8 и последней кольцевой канавкой 8” соответственно. При этом в перегородке 9, разделяющей первую и вторую кольцевые канавки, через 180° относительно продольного окна 12 основания 4 выполнена в перегородке 9 проточка 14 в виде соединительной муфты. Относительно проточки 14 через 180° во второй перегородке конуса образована другая проточка и так далее с количеством равным количеству кольцевых канавок 8 (например, 10 штук).On the side surface of the base 4 there is a blind hole A 10 and a blind hole B 11, located diametrically opposite. They are connected by longitudinal windows 12 and 13 with the first annular groove 8 and the last annular groove 8”, respectively. In this case, in the partition 9 separating the first and second annular grooves, through 180° relative to the longitudinal window 12 of the base 4, a groove 14 is made in the partition 9 in the form of a coupling. With respect to the groove 14, another groove is formed through 180° in the second partition of the cone, and so on with a number equal to the number of annular grooves 8 (for example, 10 pieces).

В иных вариантах реализации проточки могут быть выполнены в виде углового перекрестного узла.In other embodiments, the grooves can be made in the form of an angular cross unit.

Представленные варианты реализации заявленного технического решения с разным выполнением конструкции проточек позволяет достичь заявленный технический результат изобретения, поскольку обеспечивается равномерное охлаждение верхней части штампа за счет перемешивания хладагента, при этом увеличивается стойкость нижней матрицы штампа для изготовления тарельчатых пружин.The presented embodiments of the claimed technical solution with different design of the grooves make it possible to achieve the stated technical result of the invention, since uniform cooling of the upper part of the die is ensured by mixing the coolant, while the durability of the lower matrix of the die for the manufacture of disc springs increases.

Коническая шайба 1 зафиксирована внутренней поверхностью на усеченном конусе основания 4 при помощи болтового соединение 15, которое соединено резьбой с резьбовой поверхностью гнезда 3. При этом головка болта 16 нижним торцом уперта в торец кольца 2 конической шайбы 1 или в ее плоскость 2”, указанную штриховой линией на фиг.1. Кольцо 2 или плоскость 2” выполнены с возможность обеспечивать герметизацию зоны охлаждения штампа, за счет воздействия на уплотнительные элементы 5 и 5”.The conical washer 1 is fixed with its inner surface on the truncated cone of the base 4 using a bolt connection 15, which is connected by thread to the threaded surface of the socket 3. In this case, the head of the bolt 16 with its lower end rests against the end of the ring 2 of the conical washer 1 or in its plane 2”, indicated by the dashed line line in Fig.1. Ring 2 or plane 2" is designed to provide sealing of the cooling zone of the die, due to the impact on the sealing elements 5 and 5".

Нижняя матрица штампа используется следующим образом.The lower die die is used as follows.

Коническая шайба 1 охлаждается так за счет хладагента, который поступает в глухое отверстие 10, далее в продольный канал 12, затем поступает в первую кольцевую канавку 8. Поток хладагента разделяется на два потока, устремляющиеся по кольцевой канавке 8, если смотреть сбоку, направо и налево, встречаясь через 180° противоположно месту начала подвода хладагента. Далее по проточке 14 хладагент поступает во вторую кольцевую канавку, разделяясь также на два потока, устремляясь по кольцевой канавке, как и в первой канавке, в зону начала подвода хладагента. Именно за счет формированием в перегородках через 180° проточек, обеспечивается циркуляция разделенного на два потока хладагента по одной канавке. В последующем через проточку второй перегородки оказывается в третьей кольцевой канавке.The conical washer 1 is cooled by the coolant, which enters the blind hole 10, then into the longitudinal channel 12, then enters the first annular groove 8. The coolant flow is divided into two streams rushing along the annular groove 8, when viewed from the side, to the right and left , meeting 180° opposite to where the refrigerant supply begins. Further, along the groove 14, the refrigerant enters the second annular groove, also dividing into two streams, rushing along the annular groove, as in the first groove, to the zone where the refrigerant supply begins. It is due to the formation of 180° grooves in the partitions that ensures the circulation of the refrigerant divided into two flows through one groove. Subsequently, through the groove of the second partition, it ends up in the third annular groove.

Процесс движения хладагента по кольцевым канавкам продолжается до тех пор, пока хладагент в итоге не окажется в последней канавке 8” у вершины усеченного конуса матрицы штампа, из которой через продольное окно 13 оказывается в глухом отверстии 11 и по нему уже нагретый хладагент отводится за основание 4 штампа. Выполнением по глухому противоположно расположенному отверстию, образованному с боковой поверхности этого основания, обеспечивается подвод (отвод) хладагента в каждое из них. За счет выхода из глухих отверстий продольных окон обеспечивается подвод (отвод) хладагента в первую (из последней) кольцевую(ой) канавку (и).The process of movement of the coolant along the annular grooves continues until the coolant eventually ends up in the last groove 8” at the top of the truncated cone of the die matrix, from which through the longitudinal window 13 it ends up in the blind hole 11 and through it the already heated coolant is discharged beyond the base 4 stamp. By making a blind oppositely located hole formed on the side surface of this base, the supply (discharge) of refrigerant to each of them is ensured. Due to the exit from the blind holes of the longitudinal windows, the refrigerant is supplied (discharged) into the first (from the last) annular groove(s).

В других вариантах реализации система охлаждения верхней формообразующей части может быть представлена в виде змеевика. Также, место подачи хладагента может располагаться на периферии усеченного конуса основания матрицы.In other embodiments, the cooling system of the upper forming part can be presented in the form of a coil. Also, the coolant supply point can be located on the periphery of the truncated cone of the matrix base.

Представленные варианты реализации заявленного технического решения с разным выполнением конструкции охлаждающей системы и места отвода хладагента позволяет достичь заявленный технический результат изобретения, поскольку обеспечивается охлаждение нижней матрицы штампа, при этом повышается стойкость нижней матрицы изобретения при нагревании.The presented embodiments of the claimed technical solution with different designs of the cooling system and the place where the coolant is removed make it possible to achieve the stated technical result of the invention, since the lower matrix of the stamp is cooled, while the resistance of the lower matrix of the invention when heated is increased.

За счет использования пониженных стенок 7 и 7” фиксируется положение уплотнительных элементов 5 и 5” в своих кольцевых понижениях и их охлаждение, а также обеспечивается герметичность зоны охлаждения данной шайбы этими уплотнительными элементами 5 и 5”. При этом обеспечивается высокая стойкость и надежность предлагаемого изобретения.Due to the use of lowered walls 7 and 7”, the position of the sealing elements 5 and 5” is fixed in their annular depressions and their cooling, and the tightness of the cooling zone of this washer is ensured by these sealing elements 5 and 5”. This ensures high durability and reliability of the proposed invention.

В иных вариантах реализации герметизация зоны охлаждения нижней матрицы штампа может быть достигнута за счет использования прокладочного материала.In other embodiments, sealing the cooling zone of the lower die matrix can be achieved through the use of spacer material.

Представленные варианты реализации заявленного технического решения с разным выполнением конструкции герметизации и изоляции охлаждающей системы позволяет достичь заявленный технический результат изобретения, поскольку обеспечивается охлаждение нижней матрицы штампа, при этом повышается стойкость нижней матрицы изобретения при нагревании.The presented embodiments of the claimed technical solution with different designs for sealing and insulating the cooling system make it possible to achieve the stated technical result of the invention, since the lower matrix of the stamp is cooled, while the resistance of the lower matrix of the invention when heated is increased.

Смена направлений циркуляции хладагента по кольцевым канавкам и проточкам в перегородках приводит к перемешиванию хладагента и сведению к минимальной толщине его пограничного на внутренней поверхности шайбы слоя и к максимальному отводу тепла от нагреваемой при работе конической шайбы, уровень нагрева которой влияет на ее стойкость: чем выше уровень нагрева конической шайбы, тем меньше стойкость ее рабочей поверхности.Changing the direction of circulation of the refrigerant along the annular grooves and grooves in the partitions leads to mixing of the refrigerant and reducing the thickness of its boundary layer on the inner surface of the washer to a minimum and to maximum heat removal from the conical washer heated during operation, the heating level of which affects its durability: the higher the level heating of the conical washer, the less durability of its working surface.

Использование болтового соединения, которое соединяется резьбой с резьбовой поверхностью осевого гнезда, и с упором нижнего торца его головки в торец кольца шайбы или вершину шайбы (при его отсутствии) осуществляется ее фиксация на усеченном конусе основания.The use of a bolted connection, which is connected by thread to the threaded surface of the axial socket, and with the lower end of its head resting on the end of the washer ring or the top of the washer (if it is absent), fixes it on the truncated cone of the base.

Пример использования изобретения.An example of the use of the invention.

Согласно требованиям ГОСТ 3057-90, тарельчатые пружины должны быть изготовлены методом горячей штамповки из полосового или листового проката стали. Технологическая схема производства тарельчатых пружин методом горячей штамповки включает следующие стадии:According to the requirements of GOST 3057-90, disc springs must be made by hot stamping from strip or sheet steel. The technological scheme for the production of disc springs using the hot stamping method includes the following stages:

1. Резка листовой стали;1. Cutting sheet steel;

2. Вырубка и пробивка заготовки;2. Cutting and punching of the workpiece;

3. Нагрев заготовки и вытяжка пружины.3. Heating the workpiece and drawing out the spring.

На первом этапе происходит подготовка листа стали марки 60С2А толщиной 5,5 мм для изготовления 100 пружин с наружным диаметром 200 мм. Затем листы стали разрезаю на листы - заготовки на ножницах с параллельными ножами. Полученные лисы передают в штамповочный цех, в котором происходит вырубка заготовок на будущие тарельчатые пружины. Вырубку выполняют на круглых штампах на прессах. Происходит полное отделение металла по замкнутому контуру, при котором отделяемая часть заготовки является кругом для изготовления тарельчатых пружин с наружным диаметром 200 мм. Затем при помощи пробивного штампа часть материала проталкивается пуансоном в матрицу, а часть материала проталкивается через матрицу (отходы), на нижней матрице остается круглое изделие с отверстием по центру. Вытяжку плоской заготовки тарельчатой пружины осуществляют на кривошипных прессах с предварительным нагревом заготовки до рабочей температуры 120°С. К стальной заготовке на прессе прикладывают силу в размере 40000 Н. При штамповке готового изделия происходит постепенное охлаждение заготовки на нижней матрице штампа за счет системы охлаждения с хладагентом и уменьшаются риски перегрева пресса. При этом на заявленной матрице штампа получается готовая тарельчатая пружина с наружным диаметром 200 мм, внутренним диаметром 100 мм и толщиной 5,5 мм.At the first stage, a sheet of steel grade 60C2A with a thickness of 5.5 mm is prepared for the manufacture of 100 springs with an outer diameter of 200 mm. Then I cut the sheets of steel into sheets - blanks using scissors with parallel knives. The resulting foxes are transferred to the stamping shop, where blanks for future disc springs are cut out. Cutting is performed using round dies on presses. Complete separation of the metal occurs along a closed contour, in which the separated part of the workpiece is a circle for the manufacture of disc springs with an outer diameter of 200 mm. Then, using a punching die, part of the material is pushed with a punch into the die, and part of the material is pushed through the die (waste), leaving a round product with a hole in the center on the bottom die. The drawing of a flat disc spring blank is carried out on crank presses with pre-heating of the blank to an operating temperature of 120°C. A force of 40,000 N is applied to the steel workpiece on the press. When stamping the finished product, the workpiece is gradually cooled on the lower die matrix due to the cooling system with refrigerant and the risks of overheating of the press are reduced. In this case, using the stated stamp matrix, a finished disc spring with an outer diameter of 200 mm, an inner diameter of 100 mm and a thickness of 5.5 mm is obtained.

Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает прочность и стойкость конструкции нижней матрицы при длительном воздействии высоких температур, а также уменьшаются материальные и временные затраты на предварительное производство данной нижней матрицы штампа для изготовления тарельчатых пружин.Thus, the claimed invention ensures the strength and durability of the lower die structure under prolonged exposure to high temperatures, and also reduces the material and time costs for the preliminary production of this lower stamp die for the manufacture of disc springs.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.The objective of the invention is to eliminate the shortcomings of the prototype.

Технический результат изобретения заключается в уменьшении материалоемкости нижней матрицы, трудоемкости изготовления нижней матрицы и повышение стойкости нижней матрицы штампа при нагревании.The technical result of the invention is to reduce the material consumption of the lower matrix, the labor intensity of manufacturing the lower matrix and increase the resistance of the lower stamp matrix when heated.

Указанный технический результат достигается за счет того, что нижняя матрица штампа для изготовления тарельчатых пружин, состоящая из верхней формообразующей части и основания, при этом верхняя часть и основание зафиксированы болтовым соединением, на внутренней поверхности верхней части герметично размещена охлаждающая система с проточками, а продольное окно соединяет начало или конец охлаждающей системы с глухими отверстиями.The specified technical result is achieved due to the fact that the lower matrix of the stamp for the manufacture of disc springs, consisting of an upper forming part and a base, while the upper part and the base are fixed with a bolted connection, a cooling system with grooves is hermetically placed on the inner surface of the upper part, and a longitudinal window connects the beginning or end of the cooling system to blind holes.

Выполнение нижней матрицы штампа для изготовления тарельчатых пружин сборной, состоящей из верхней формообразующей части в виде конической шайбы, заканчивающейся в верхней центральной части кольцом или его отсутствием, размещенной внутренней конической поверхностью на другой части - усеченном конусе основания штампа, позволяет сократить как минимум в 4 раза расход металла на изготовление заявленного изобретения по сравнением с расходом металла на матрицу штампа прототипа. На изготовление верхней части нижней матрицы изобретения требуется менее четвертой части стали 5ХНМ, от затраченного количества на изготовление неохлаждаемой части штампа прототипа, а на основание матрицы изобретения необходима сталь 40Х, которая в 3-4 раза дешевле стали 5ХНМ. Большой расход металла на изготовления матрицы штампа прототипа связан с тем, что исходная заготовка имеет большую массу, порядка 100 кг, а основание матрицы прототипа имеет размер более 300 мм, тогда как масса матрицы изобретения составляет примерно 25 кг.Making the lower matrix of the stamp for the manufacture of prefabricated disc springs, consisting of an upper forming part in the form of a conical washer, ending in the upper central part with a ring or its absence, placed with an internal conical surface on another part - a truncated cone of the base of the stamp, allows for a reduction of at least 4 times metal consumption for the manufacture of the claimed invention compared to the metal consumption for the prototype die matrix. The manufacture of the upper part of the lower matrix of the invention requires less than a quarter of the 5ХНМ steel of the amount spent on the manufacture of the uncooled part of the prototype stamp, and the base of the matrix of the invention requires 40Х steel, which is 3-4 times cheaper than 5ХНМ steel. The high metal consumption for the manufacture of the prototype die matrix is due to the fact that the initial workpiece has a large mass, about 100 kg, and the base of the prototype matrix has a size of more than 300 mm, while the mass of the invention matrix is approximately 25 kg.

Перемешивание хладагента при охлаждении нижней матрицы штампа изобретения позволяет увеличить стойкость нижней матрицы, по сравнению с прототипом, в 2 раза до очередного ремонта ее изнашиваемой наружной поверхности. Прототип имеет низкую стойкость неохлаждаемой формообразующей части, из-за возможности перегрева рабочей части, полой листовой заготовки матрицы штампа хватает лишь на не более 5000 съемов заготовок с температурой ≥ 900°С.Mixing the coolant while cooling the lower matrix of the stamp of the invention makes it possible to increase the durability of the lower matrix, compared with the prototype, by 2 times until the next repair of its wear-out outer surface. The prototype has low durability of the uncooled forming part; due to the possibility of overheating of the working part, the hollow sheet blank of the stamp matrix is only sufficient for no more than 5000 removals of blanks with a temperature of ≥ 900°C.

Таким образом, благодаря заявленному изобретению можно достичь минимальной материалоемкости и временных затрат на изготовление сборной матрицы штампа и повысить стойкость охлаждаемой формообразующей нижней части матрицы при нагревании.Thus, thanks to the claimed invention, it is possible to achieve minimal material consumption and time costs for the manufacture of a prefabricated stamp matrix and increase the resistance of the cooled form-generating lower part of the matrix when heated.

Claims (1)

Нижняя часть штампа для изготовления тарельчатых пружин, содержащая верхнюю формообразующую часть, в виде усеченного конуса, заканчивающегося на вершине плоскостью, и основание, отличающаяся тем, что выполненные отдельно эта часть и основание зафиксированы между собой сверху болтом, ввернутым в его резьбовое гнездо и упертым головкой в плоскость этой части, герметично размещенной внутренней конической поверхностью на усеченном конусе основания благодаря выполненным на его периферийной и центральной частях кольцевым понижениям под соответствующие уплотнительные элементы, при этом периферийное кольцевое понижение отделено стенкой от боковой поверхности основания и пониженной стенкой от первой и остальных кольцевых канавок, образованных на его усеченном конусе, а центральное кольцевое понижение отделено стенкой от боковой поверхности резьбового гнезда и пониженной стенкой от последней кольцевой канавки, на боковой поверхности основания также выполнены расположенные диаметрально противоположно глухие гнезда, соединенные продольными окнами с первой и последней кольцевыми канавками соответственно, в перегородке, разделяющей первую и вторую кольцевые канавки, через 180° относительно продольного окна основания выполнена проточка, относительно которой через 180° во второй перегородке его конуса образована другая проточка и так далее с количеством их, равным количеству кольцевых канавок основания.The lower part of the stamp for the production of disc springs, containing the upper form-building part, in the form of a truncated cone, ending at the top with a plane, and a base, characterized in that this part and the base, made separately, are fixed together from above with a bolt screwed into its threaded socket and rested with the head in the plane of this part, hermetically placed with an internal conical surface on the truncated cone of the base thanks to the annular depressions made on its peripheral and central parts for the corresponding sealing elements, while the peripheral annular depression is separated by a wall from the side surface of the base and by a lowered wall from the first and remaining annular grooves, formed on its truncated cone, and the central annular depression is separated by a wall from the side surface of the threaded socket and a lowered wall from the last annular groove; on the side surface of the base there are also diametrically opposite blind sockets connected by longitudinal windows to the first and last annular grooves, respectively, in the partition separating the first and second annular grooves, a groove is made through 180° relative to the longitudinal window of the base, relative to which after 180° another groove is formed in the second partition of its cone, and so on with a number equal to the number of annular grooves of the base.