Устройство для утолщения кромок листовых заготовок

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и м.б. использовано в самолетостроении, судостроительной промышленности и других областях машиностроения . Цель - расширение возможности формоизменения путем увеличения размеров утолш,ений, повышение производительности труда и снижение усилия деформирования. Устройство содержит опорную 1 и прижимную 2 плиты, установленные одна параллельно другой с зазором, в последней из которых выполнена боковая продольная проточка 3 для размещения элемента противодав- 1ения в виде пластины (П) 4, опираюшейся на эластичные элементы 6. Между плитами 1и 2 в зоне пластины 4 расположены деформируюш,ие ролики (ДР) 7, установленные на каретке 8 по осям 9 и образующие формообразующий блок.ДР 7 установлены с возможностью вращения на одной продольной оси. а каретка 8 Имеет возможность продольного перемещения по направляющим опорной плиты 1 вдоль П 4. В опорной плите 1 в зоне расположения ДР 7 установлен охладитель 12, а в зоне расположения П 4 - нагревательный элемент 13. ДР 7 выполнены с увеличением толщины и диаметра от предыдущего к последующему по заданной зависимости. Листовую заготозку 14 нагревают, а в зоне ДР 7 охлаждг,ют, затем подводят ДР 7 и производят прокатку кромки заготовки 14. В пропессе прокатки кромка утолщается, а П 4 способствует предотвращению потери устойчивости . 6 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

5 А1 (19) (Щ д0 4 В 21 D 19i08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4230054/31-27 (22) 14.04.87 (46) 30.10.88. Бюл. № 40 (71) Московский авиационный технологический институт им. К. Э. Циолковского (72) В. И. Ершов, С. А. Жарков, Н. Д. Ливенко и Е. M. Лапин (53) 621.774.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1323164, кл. В 21 D 19/08, 25.05.86. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТОЛЩЕНИЯ

КРОМОК ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и м.б. использовано в самолетостроении, судостроительной промышленности и других областях машиностроения. Цель — расширение возможности формоизменения путем увеличения размеров утолщений, повышение производительности труда и снижение усилия деформирования.

Устройство содержит опорную 1 и прижимную 2 плиты, установленные одна параллельно другой с зазором, в последней из которых выполнена боковая продольная проточка 3 для размещения элемента противодавления в виде пластины (П) 4, опиракпцейся на эластичные элементы 6. Между плитами 1и 2 в зоне пластины 4 расположены деформирующие ролики (ДР) 7. установленные на каретке 8 по осям 9 и образующие формообразующий б.ток. ДР 7 установлены с возможностью вращения на одной продольной оси, а каретка 8 имеет возможность продольного перемещения по направляющим опорной плиты 1 вдоль П 4. В опорной плите 1 в зоне расположения ДР 7 установлен охладитель !2, а в зоне расположения П 4 — нагревательный элемент 13.

ДР 7 выполнены с увеличением толгцины и диаметра от предыдущего к последующему по заданной зависимости. Листовую заготовку 14 нагревают, а в зоне ДР 7 охлажд.-,ют, затем подводят ДР 7 и производят прокатку кромки заготовки 14. В процессе прокатки кромка утолщается, а П 4 способствует предотвращению потери стойчивости. 6 ил.

1433555! —: а

x R, S

Изобретение относится к обработке металлов давлением, точнее к листовой штамповке, и может быть использовано для образования утолщений на листах.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение производительности.

На фиг. 1 изображено устройство в исходном положении; на фиг. 2 — то же, в процессе набора утолщения; на фиг. 3— разрез A — А на фиг. 1; на фиг. 4 — вид !

О

Б на фиг. !; на фиг. 5 — схема для расчета размеров деформирующих роликов; на фиг. 6 — листовая заготовка до (а) и Ilocле (б) образования утолщения.

Устройство содержит опорную 1 и прижимную 2 плиты, установленные параллельно одна другой с зазором. Прижимная плита 2 имеет боковую продольную проточку 3, в которой установлен элемент противодавления, выполненный B виде продольной пластины 4 и соединенный с прижимной плитой 2 винтами 5 через отверстия в плите с возможностью перемещения в вертикальном направлении (по оси Y). Винты 5 установлены по всей длине продольной пластины 4 с заданным шагом. Между верхней поверх- 25 ностью продольной пластины 4 и внутренней поверхностью проточки 3 между винтамп 5 установлены эластичные элементы 6, выполненные, например, в виде круглых пластин. Между прижимной 2 и опорной 1 плитами в зоне продольной пластины 4 расположены деформ ирующие ролики 7, установленные на каретке 8 по осям 9, зафиксированные с помощью гаек 10 и образующие формообразующий блок. Деформирующие ролики 7 установлены с возможностью вращения на одной продольной оси (ось Z) а каретка 8 имеет возможность продольного перемещения по направляющим опорной плиты 1 вдоль элемента противодавления с помощью, например, ходового винта 11 от внешнего привода, например, электродвига- 40 тсля (не показан). В опорной плите в зоне расположения деформирующих роликов 7 установлен охладитель 12, выполненный, например, в виде отверстия в плите, через которое пропускают проточную воду, а в зоне расположения продольной пластины — нагреватели !3, например тэны. Деформирующие ролики 7 выполнены с увеличением толщины и диаметра от предыдущего к последующему в зависимости 3-3

SR = Ьо+ льс3. . г

R =x — - -- -, г и S толщина и-го деформирующего ролика;

К„- радиус п-го деформирующего ролика; м — порядковый номер деформирующего ролика;

DS — прирагцение толщины каждого последующего ролика относительно предыдущего;

x — расстояние от оси деформируюших роликов до внутренней боковой поверхности продольной пластины элемента противодавления;

S,— толщина нулевого деформирующего ролика;

Й вЂ” радиус нулевого деформирующего ролика.

Устройство работает следующим образом.

Листовую заготовку 14 устанавливают на опорную плиту I и фиксируют прижимной плитой 2, например, при помощи гидроцилиндра, траверсы пресса и т.п. (не показаны). Листовая заготовка 14 устанавливается таким образом, чтобы кромка ее находилась под продольной линейкой 4, а величина вылета кромки равнялась величине

1,"So После этого при помощи тэнов 13 производят, нагрев зоны образования утолщения под продольной пластиной 4 по всей длине заготовки до заданной температуры, при этом в зоне расположения деформируюших роликов 7 производят охлаждение заготовки охладителем 12 (пропусканием проточной воды через отверстие в плите) для того, чтобы создать перепад температур в зоне передачи усилия и набора материала, так как при торцовой осадке материал листа интенсивно набирается вначале под деформирующим роликом и через этот набранный материал трудно передать усилие нижележащим слоям металла, поэтому усилие, необходимое для деформации заготовки, значительно возрастает. Создавая перепад температур порядка 200 †2 С, создают условия для передачи через холодную и, следовательно, более жесткую кромку листа усилия деформирования к более дальним и более податливым (температура материа1а выше и, следовательно, пластичность выше) частям кромки, в результате чего снижается как общее усилие деформирования, так и повышается возможность набора материаla

На кромке листа. После создания заданного перепада температур подводят каретку с уcтановленными на ней деформиру3ощими роликами 7, количество которых зависит от размеров заданного >òîëùåíèÿ кромки, и производят прокатку кромки заготовки по всей ее длине, перемещая каретку с помоLlJbKI ходового BHIITH 11, например. 0Т электродвигателя (не показан).

В процессе торцовой осадки hpoblhil (llpif работе одного дефорх ируюпк3го ролика) дефОР м 3313х ющи и Po ill h / Bill., 3P5lt. . i и H Г

143

) о ) ° и-1 hw-! х-я ! = — — — —, тогда

Произведем замену

h.= S.. 1, F. = )-S., F„, =(x — R„, ) (3) (4)

$„= (x--К„, ) (S,+

Г S.

5 + дЛ

45 (6) рец заготовки и осаживает ее на рассчитанную величину, при этом кромка утолшается, а элемент противодавления, воздействуя на кромку, не позволяет ей не только потерять устойчивость, но и обеспечивает заданное противодавление для равномерного набора материала за счет сжатия эластичных элементов 6. Количество, размеры и шаг установки эластичных элементов рассчитываются на основании общепринятой методики из следующих условий: величины сжатия эластичных элементов (прирашение утолщения), высоты получаемого утолщения и предела текучести материала заготовки при температуре деформирования. В процессе набора утолщения винты 5 обеспечивают вертикальное перемещение продольной пластины 4. В процессе осадки деформирующим роликом часть материала вытесняется из-под продольной пластины 4 в образовавшийся зазор между деформирующим роликом 7 и продольной пластиной. Этот материал при прокатке следующим роликом осаживается в зону утолщения. Процесс повторяется несколько раз, пока не будет прокатан по кромке последний деформируюший ролик, при этом остается не выдавленный в зазор материал, объем которого зависит от разницы в толщине последнего и предпоследнего деформируюших роликов. Практически можно добиться того, что зона выдавленного материала (металла) между деформирующим роликом и продольной пластиной будет равна нулю. Эксперименты показали, что оптимальная разница в толщине соседних деформируюших роликов составляет не более 1 мм, при этом объем выдавленного в свободную зону материала не превышает 5%. Этот материал при последуюшей осадке следуюшими деформируюшими роликами полностью возвращается в зону утолщения. При разнице в толщине более 1 мм в свободную зону выдавливается более 5%, что не всегда желательно, однако последующие ролики в основном возвращают материал в зону утолщения. Поэтому рекомендуемый интервал прироста утолщения за один проход лежит в пределах 0,75 — 1 мм.

После осадки кромки последним деформирующим роликом 7 прижимную плиту 2 поднимают и вынимают листовую заготовку с утолщением. В случае необходимости снимают с кромки «облой». После этого устанавливают следующую заготовку в устройство в процесс повторяется.

Устройство было опробовано при получении утолщений на листовом материале

АМг6 л.2 мм размерами 300х200 мм. Нагрев зоны деформирования осуществляли до 410—

430 С с охлаждением зоны передачи усилия проточной водой до 180 — 220 С. Размеры кромки листовой заготовки до деформирования: х = 75 мм; 1= R ."О = 12,5;

S 2

S,=2 мм, R =50 мм. Были использованы три деформируюших ролика с размерами мм: $, 2; R„56,8; S 2,75; R 60,7; $3 3,5;

R> 62,5. Устройство устанавливали на стол пресса «Olsen», и прижимная плита усилием траверсы пресса прижимала листовую заготовку к опорной плите. Перемешение каретки с деформируюшими роликами осуществлялось от электродвигателя через ре.дуктор.

В результате было получено утолщение по

10 всей длине листовой заготовки 300 мм с размерами: S=4,0 мм, h=12,5 мм, что составляет h/S. =6,25 и S/$ =2. Потери материала выдавленного в зазор, составили около 2%.

При использовании 3 — 6 деформ ирующих роликов и увеличении высоты осаживаемоlo материала возможно получение утолщений с размерами S/S, =2,5 — 3,0 и более при

h/So = 12 — 18 и более, где S — - исходная толщина листового материала, S — толщина полученного утолшения. h — высота полу20 ченного утолщения.

Расчет формулы для определения толщины и диаметра роликов.

Из условия постоянства объема (принимаем длину кромки одинаковой)до и после

25 деформирования, при условии изменения голшины деформирующим роликом в зависимости

S„=S;+ VnS (!) имеем F, =h S,=$(,с

S.(x- R.) о

+26$) (5)

Приравняем (4) и (5)

40 (:х — R.,) ($.-+7д$) =1-$o, откуда

Х вЂ” К е s.

5.+ Гь5

R =х- — - - — — ил и R =Х

+н-) " Я

Из формул (! ) и (6) можно определить I13раметры деформируюших роликов при заданных Х, 1, S,, д S, g S и т.д.

50 Использование предлагаемого устрой«)— ва для утолшения кромок листовых зdï)товок позволит расширить возможности ll()лучения утолщений на;IHcToBblx заготовках больших размеров (до 1.5 раз) по толщине и высоте, а также значительно снизить рабочие усилия деформирования и повысить llpoизводительность по сравнению с прототипом за счет одновременного использования нескольких деформируюших роликов.

Формула изобретения

Устройство для утолщения кромок листОвых заготовок, содержащее опорную плиту и прижимную плиту с продольной проточкой на боковой поверхности, образующей с о орной плитой зазор для размещения заг товки, установленный в проточке прижимн и плиты элемент противодавления в виде п дпружиненной к опорной плите посредств м упругих элементов продольной пластин ь соединенной с прижимной плитой с возможностью вертикального перемещения, раси ложенный на опорной плите с возможнос ью поступательного перемещения паралл льно продольной пластине элемента против давления формообразующий блок и смонт рованные в опорной плите в зоне размещения элемента противодавления нагреватели, о 1личающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем увеличения размеров утолщения, повышения

1 роизводительности и снижения усилия де1 ормирования, устройство снабжено смонтированным в опорной плите в зоне размеения формообразующего блока охладите.чем, а формообразующий блок выполнен в

5, И.o o— толщина и радиус нулевого деформирующего ролика.

33555 виде каретки с рядом деформирующих роликов, установленных вдоль ее продольной оси с возможностью вращения и взаимодействия своими торцовыми поверхностями с опорными поверхностями опорной плиты и продольной пластины элемента противодавления, при этом толщина и радиус деформирующих роликов выбирается из соотношений:

S, s. дддS,R„=x

5 +ддд где $ иМ., — толщина и радиус п-ro деформирующего ролика; порядковый номер деформирующего ролика; ь — приращение толщины каждо15 го последующего ролика относительно предыдущего;

;< — расстояние от оси деформирующих роликов до внутренней боковой поверхности продольной пластины элемента противодавления;

А-А

1433555

Составитель И. Айнетдинов

Редактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 5 484 7 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4