Способ штамповки листовых материалов и устройство для его осуществления

 

Использование: для изготовления деталей сложной формы, которая не может быть развернута из материалов с малой способностью к деформации и малой толщины. Сущность изобретения: способ штамповки листовых материалов, в частности листов металла, реализуется на прессе с помощью подушки из упругого материала. Формируемая листовая заготовка располагается на основании, периферийная часть которого образует нижний зажим заготовки, а центральная часть образует матрицу. Под воздействием наружного ползуна на периферийную часть листовой заготовки воздействует верхний зажим заготовки и 6тгибает ее локальные участки. Затем под воздействием внутреннего ползуна действует пуансон. В процессе первого этапа на листовую заготовку воздействуют упругой подушкой для выполнения предварительной формовки указанной заготовки, чтобы придать ей поверхность, равную поверхности окончательно получаемой детали. Затем в ходе второго этапа продолжают опускание упругой подушки и одновременно перемещают всю или часть матрицы для выполнения окончательного формирования детали с ее доводкой. Устройство предназначено для штамповки на прессах двойного действия. Имеет нижний и верхний зажимы заготовки, упругую подушку, соединенную с пуансоном . Матрица имеет вертикально подвижную часть в виде сердечника или .периферийной кольцевой части. Вся матрица может быть установлена с возможностью вертикального смещения. Имеется регулировочный узел перемещения, средства регулирования усилия сжатия верхнего зажима и средство поглощения излишнего объема упругой подушки с вариантами его размещения около упругой подушки, которая выполнена из деформируемого несжимаемого материала. 2 с. и 9 з.п. ф-лы, 13 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

isi>s В 21 0 22/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4742787/27 (22) 29.12,89. (46) 23.07.93. Бюл. М 27 (31) 8817524 (32) 30.12.88 (33) FR (71) Изоформ (FR) (72) Габриель де Сме (FR) (56) Патент Франции

hh 2564339, кл. В 21 О 22/10, 22 11.85.. (54) СПОСОБ ШТАМПОВКИ ЛИСТОВЫХ

МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: для изготовления деталей сложной формы, которая не может быть развернута из материалов с малой способностью к деформации и малой толщины.

Сущность изобретения: способ штамповки листовых материалов, в частности листов металла, реализуется на прессе с помощью подушки из упругого материала, Формируемая листовая заготовка располагается на основании, периферийная часть которого образует нижний зажим заготовки, а центральная часть образует матрицу. Под воздействием наружного полэуна на периферийную. часть листовой заготовки воздействует верхний зажим заготовки и отИзобретение относится к обработке металлов давлением и касается способа и устройства для штамповки листовых материалов, в частности, очень тонких листовых заготовок большого размера, применяемых в автомобильной промышленности., Я „„1829978 АЗ гибает ее локальные участки. Затем под воздействием внутреннего ползуна действует пуансон. В процессе первого этапа на листовую заготовку воздействуют упругой подушкой для выполнения предварительной формовки укаэанной заготовки, чтобы придать ей поверхность, равную поверхности окончательно получаемой детали. Затем в ходе второго этапа продолжают опускание упругой подушки и одновременно перемещают всю или часть матрицы для выполнения окончательного формирования детали с ее доводкой. Устройство предназначено для штамповки на прессах двойного действия.

Имеет нижний и верхний зажимы заготовки. упругую подушку, соединенную с пуансоном. Ма грица имеет вертикально подвижную часть в виде сердечника или .периферийной кольцевой части. Вся матрица может быть установлена с возможностью вертикального смещения. Имеется регули- ф ровочный узел перемещения, средства регулирования усилия сжатия верхнего зажима и средство поглощения излишнего объема упругой подушки с вариантами его размещения около упругой подушки, которая выполнена из деформируемого несжимаемого ма ериала. 2 с. и 9 з.п. ф-лы. 13 ил, или имеющих сложную форму, с пуансоном,, деформируемым под плунжером, Цель изобретения — создание нового способа и устройства, которые сохраняют (гд эффективность и долговечность подушки из упругого материала, обеспечивают получе1829978 ние штампованных деталей средней глуби- этапов формирования детали; на фиг. 11— ны, но большой поверхности, таких как ав- вид в сечении варианта устройства для томобильные детали, центральная часть штамповки с подвижной матрицей и средст- которых практически никогда не имеет вами регулирования усилия сжатия верхнеформ вращения, но имеет сложные, не раз- 5 го зажима в процессе удержания заготовки; ворачиваемые формы; не имеют проблемы на фиг. 12 — вид в сечении варианта устройотсасывания. ства штамповки со средством поглощения

Для устранения перечисленных недо- излишнегообьемаупругойподушки;нафиг. статков в описываемом способе в процесс 13 — диаграмма, показывающая цикл устдоводки детали одновременно перемещают 10 ройства в процессе предварительной форчасть или всю матрицу, а также в процессе мовки и:окончательного формирования удержания заготовки осуществляют изгиб детали, кромки заготовки в локальных зонах по- Устройство для реализации способа средством верхнего зажима. штамповки, показанное на фиг. 1 имеет осВ устройстве для штамповки листовых 15 нование 1, центральная часть которого соматериалов матрица имеет вертикально по- ставляет полость для матрицы 2, движную часть, а само устройство снабжено выполненной, в случае необходимости, из регулировочным узлом перемещения, взаи- материала основания 1 и которая имеет в модействующим с упомянутой частью мат- верхней части рабочий профиль, соответстрицы при доводке детали. 20 вующий профилю окончательно получаемой

Матрица может быть выполнена в виде детали. кольцевой периферийной части и сердечни- Основание 1 имеет периферийную ка, имеющих на торцах, обращенных к упру- . часть, образующую нижний зажим заготовгой подушке; рабочий профиль, при этом, ки 3, расположенный на верхнем уровне расердечник ус ановлен в отверстии кольце- 25 бочего профиля матрицы 2, и верхнюю аой части с возможностью вертикального часть, образующую зону 4 для изгиба углов перемещения. края листовой заготовки 5.

Матрица может быть выполнена в виде Кроме того, матрица 2 имеет полость 6, кольцевой периферийной части и сердечни- в которую проникает сердечник 7, скользяка, имеющих наторцах,обращенных к упру- 30 щий в последней, верхняя поверхность когой подушке, рабочий профиль, при этом, торого дополняет рабочий профиль кольцевая периферийная часть установлена матрицы 3 для получения профиля конечной с возможностью вертикального перемеще- детали. ния относительно сердечника. По первому варианту реализации, покаВся матрица может быть установлена с 35 занному на фиг; 1, сердечник 7 подвижен и возможностью вертикального перемеще- взаимодействует с регулировочным узлом ния. перемещения 8, который может состоять, . Упругая подушка устройства имеет по- например, из многопластинчатого тормоза, стоянный объем и выполнена издеформиру- пружины или гидравлйческого цилиндра, емого несжимаемого материала. 40 или любой другой соответствующей систеУстройство снабжено средствами рагу- мы. лирования усилия сжатия верхнего зажима Над основанием 1 устройство для штамв процессе удержания заготовки, а также повки имеет корпус 9, нижняя часть которосредством поглощения излишнего объема го составляет верхний периферийный упругой подушки, которое может быть рас- 45 зажим заготовки 10. положено в пуансоне или со стороны боко- Верхний периферийный зажим заготоввой поверхности упругой подушки. ки 10 имеет внешние размеры меньше, чем

На фиг. 1 дан вид в перспективе, пока- размеры основания 1 для того, чтобы дозывающий различные элементы, составляю- стичь нижнего зажима заготовки 3. щие устройство для штамповки; на фиг. 2 — 50 Корпус 9 имеет полость 11, в которую схематичный вид в перспективематрицы, проникает пуансон 12, Пуансон 12 имеет показывающий размещение листовой заго- подушку 13 из упругого материала, а на вертовки на этой матрице перед штамповкой; хней части — плиту 14. Кроме того, корпус 9 на фиг. 3-6 — схематический вид в сечении снабжен по периферии двумя фланцами 15

А-А фиг. 1 в процессе последовательных эта- 55 и 16, расположенйыми друг над другом. пов формирования детали; на фиг. 7 — вид в Первый фланец 15 поддерживает гидперспективе варианта устройства для штам- равлические цилиндры 17, каждый шток коповки с подвижным сердечником матрицы; торых проходит второй фланец 16 через на фиг. 8-10 — схематический вид сечения отверстия 18 и взаимодействует с плитой 14

Б-Б фиг. 7 в процессе последовательных пуансона 12 для образования системы его 829978

55 подъема в конце этапа окончательной формовки и, в случае необходимости, регулирования давления верхнего зажима заготовки

10.

Листовая заготовка 19 имеет в локальных зонах вырезы, формирующие уголки 5, которые (когда заготовка установлена на верхней поверхности основания 1) покоятся на определенных зонах 4 изгиба, как это показано на фиг. 2. Изгиб края выполняетсл на ограниченных зонах периферийного края листовой заготовки, соответствующих зонам 4 верхней части основания 1.

Способ штамповки листовой заготовки

19 реализуется следующим образом.

Листовую заготовку 19 устанавливают на верхнюю поверхность основания 1 углами 5 на зонах 4 (фиг, 3). Сердечник 7 выступает над рабочим профилем матрицы 2, а регулировочный узел перемещения 8 запирается соответствующим устройством (на черте>ке не показано), В первый момент наружный ползун 20 пресса (фиг. 4) удерживаемый посредством фланца 16 корпуса 9, опускается постепенно так, что верхний зажим фланца 10 вызывает в зонах, где листовая заготовка 19 опирается на зоны 4 изгиб края листовой заготовки.

В процессе первого этапа локальныезоны периферийной части листовой заготовки

19 удерживаются между зонами 4 и верхним зажимом заготовки 10 с целью реализации в этих зонах изгиба края листовой заготовки, обеспечивал таким образом удержание металла, который подвергается формовке.

Затем, внутренний ползун 21 пресса контактирует с плитой 14 пуансона 12 и вызывает опускание упругой подушки 13; рабочая поверхность которой входит в контакт с листовой заготовкой 19.

В ходе этого опускания (сердечник 7 находится в выдвинутом положении — фиг.

5) упругая подушка 13 сжимается и под воздействием этого сжатия вызывает деформацию листовой заготовки 19 так, чтобы реализовать предварительную формовку указанной заготовки и придать ей поверхность, равную поверхности окончательно получаемой детали.

На фиг. 6 показан этап окончательной формовки детали. Внутренний ползун 21 опускается в свое нижнее положение и вызывает посредством упругой подушки 18 окончательную формовку детали, формируемой предварительно в ходе первого участка опускания.

Одновременно с опусканием внутреннего ползуна 21 и пуансона 12 регулировоч5

50 ный узел перемещения 9 отпирается и сердечник 7 высвобождается, Напряжения сжатия, обусловленные опорой листовой заготовки 19 на матрицу 2 упругой подушкой 13, трансформируют воздействием упругой подушки 13 в напряжения растяжения, действующие íà всю поверхность листовой заготовки 19 и вызывает перемещение этой заготовки во всем располагаемом объеме, По мере опускания упругой подушки 13 в процессе этапов предварительной и окончательной формовки края листовой заготовки 19 удерживаются, проскальзывая между нижним зажимом заготовки 3 и верхним зажимом заготовки 10, а высота изгибаемых краев заготовки в локализованных зонах 4 умен ьшается.

С другой стороны, в ходе этих этапов плита 14 пуансона 12 сжимает гидравлические цилиндры 17. что приводит к регулированию усилил верхнего зажима заготовки

10. действующего на периферийный край листовой заготовки 19.

Этап высвобождения сформированной детали выполняется, прежде всего, подъемом внутреннего ползуна 21, что высвобождает пуансон 12. Под воздействием гидравлических цилиндров 17 пуансон 12 поднимается, увлекая упругую подушку 13, Отры в упругой подушки 13 от сформированной детали выполняется от периферии к центру, так что воздух проникает между деталью и внешней поверхностью упругой подушки 13, предотвращая таким образом эффект усадки.

Затем. наружный ползун 20 поднимается и увлекает корпус 9, высвобождая окончательно сформированную деталь, которая может иметь такую форму, как показано на фиг. 1.

По варианту, показанному на фиг. 7 — 10, основание 1, несущее матрицу 2, подвижно в вертикальном направлении и покоится на опорной плите 22, которая взаимодействует с регулировочным узлом перемещения 8, состоя цим, напримЕр, из многопластинчатого тормоза, пружины или любой другой соответствующей системы.

Как и в предыдущем варианте матрица

2 имеет полость 6, в которую проникает сердечник 7, верхняя поверхность которого дополняет рабочий профиль матрицы 2 для получения окончательной детали. В этом варианте сердечник 7 неподвижен, Опускание и регулирование усилия корпуса 9 под воздействием наружного полэуна

20 выполняется посредством пружин 23, направляемых колоннами 24, 1829978

10

50

Операция изгиба периферийного края листовой заготовки 19 в локализованных зонах (фиг, 3) и предварительной формовки указанной заготовки (фиг, 9) выполняется идентичным образом с предыдущим вариантом путем последовательных опусканий верхнего зажима заготовки 10 и пуансона

12, причем регулировочный узел размещения 8 заперт,, Одновременно с операцией окончательной формовки (фиг, 10) регулировочный узел перемещения 8 отпирается, высвобождая матрицу 2 в процессе этой операции.

По другому варианту, показанному на фиг. 11, основание 1 неподвижно, а комплекс матрицы 2 подвижен в вертикальном направлении. Матрица 2 взаимодействует с регулировочным узлом перемещения 8, По варианту, показанному на фиг. 12, устройство для штамповки имеет средства поглощения излишнего обьема упругой подушки 13 по отношению к объему, определяемому поверхностью окончательно получаемой детали, Действительно, в ходе этапа предварительной формовки опускание упругой подушки 13 деформирует центральную часть листовой заготовки 19, сообщая ей в конце этапа предварительной формовки поверхность, равную поверхности получаемой окончательной детали. Продолжение опускания упругой подушки 13 для окончательного формирования листовой заготовки 19 приводит к подьему давления в ней, и в зависимости от реализуемой детали в случае необходимости к разнице обьемов указанной подушки между этапом предварительной формовки и этапом окончательного формирования.

Для этого пуансон 12 (фиг. 12) имеет верхний участок 25 и нижний участок 26, ме>кду которыми вставлены пружины 27 или любая другая эквивалентная система, Зти пружины 27 сжимаются выше некоторого давления для поглощения избыточного объема упругой подушки 13.

Средства поглощения избыточного объема упругой подушки могут располагаться вблизи указанной подушки, например, в боvoâûõ стенках корпуса 9.

На диаграмме фиг. 13 кривая I представляет собой цикл наружного ползуна 20, к кривая Н показывает цикл внутреннего ползуна 21. Ход наружного ползуна 20 выполняется на расстоянии А, а ход внутреннего ползуна 21 — HB расстоянии В, На этой диаграмме обнаруживается для каждого цикла в С вЂ” изгиб края листовой заготовки в-локальных зонах, в Π— удержание листовой заготовки, в L — операция предварительной формовки и в.à — операция окончательной формовки детали, Комбинация изгиба края в локальных зонах и применение. упругой подушки обеспечивает получение деталей сложной формы, которая не может быть развернута, с листами малой способности к деформации и малой толщины, Упругая подушка имеет постоянный обьем и может быть выполнена иэ деформируемого и несжимаемого материала, размещаемого в случае необходимости в оболочке, (тот материал может быть эластомером или любым другим продуктом, отвечающим этим условиям) Способ по изобретению может бы1ь использован с тонкими пластинами, в частности, из пластмассы.

Формула изобретения

1. Способ штамповки листовых материалов, в частности, листового металла, на пресс с помощью упругой подушки путем размещения заготовки на основании, периферийная часть которого образует нижний зажим, а центральная — матрицу, удержания заготовки между верхним и нижним зажимами, предварительной формовки с получением заготовки с площадью поверхности, равной площади поверхности готовой детали, путем прижатия упругой подушки к заготовке и окончательной формовки с доводкой детали, осуществляемой в процессе опускания упругой подушки, отличающийся тем, что в процессе доводки детали одновременно перемещают часть или всю матрицу.

2, Cf1oco6 flG fl. 1, о T ll M ч а lo Q M и с A тем, что в процессе удержания заготовки осуществляют изгиб кромки заготовки в локальных зонах посредством верхнего зажима.

3, Устройство для штамповки листовых материалов, в частности, листового металла, содержащее основание, периферийная часть которого образует нижний зажим, а центральная — матрицу с рабочим .профилем, средство предварительной штамповки заготовки в виде верхнего зажима, закрепленного на наружном ползуне, средство формовки детали в виде упругой подушки, жестко прикрепленной к пуансону, смонтированному на внутреннем вертикально подвижном ползуне, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что матрица имеет вертикально подвижную часть, а устройство снабжено регулировочным узлом перемещения, взаимодействующим с упомянутой частью матрицы при доводке детали.

4. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что матрица выполнена в виде коль1829978

10 цевой периферийной части и сердечника, имеющих на торцах, обращенных к упругой подушке, рабочий профиль, при этом сердечник установлен в отверстии кольцевой части с воэможностью вертикального перемещения.

5, Устройство по и. 3, отл и ч а ю ще ес я тем, что матрица выполнена в виде кольцевой периферийной части и сердечника, имеющих на торцах, обращенных к упругой подушке, рабочий профиль, при этом кольцевая периферийная часть установлена с возможностью вертикального перемещения относительно сердечника, 6. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что матрица установлена с возможностью вертикального перемещения, 7. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е.ес я тем, что упругая подушка имеет постоянный обьем и выполнена из деформируемого несжимаемого материала.

8. Устройство по и, 3, о т л и ч а ю щ е е5 с я тем, что оно снабжено средствами регулирования усилия сжатия верхнего зажима в процессе удержания заготовки.

9. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е е10 с я тем, что оно снабжено средством поглощения излишнего объема упругой подушки.

10. Устройство по и. 9, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство поглощения излишнего объема упругой подушки расположено в

15 пуансоне.

11. Устройство по и. 9, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство поглощения излишнего объема упругой подушки расположено со стороны ее боковой поверхности.

1829978

) 20

1829978

4Ьг. 5

1829978

1ggg )70

1829978

1829978

27 26 2

Составитель О.Матвеева

Техред ММоргентал Корректор Н. Ревская

Редактор

Заказ 24&5 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101