Способ формообразования листовых деталей двойной кривизны и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К БАТЕНЬКУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5026875/27 (22) 1102.92 (46) 15.11.93 Бюл. Nq 41-42

{71) Научно-исследовательский институт автоматизированных средств производства и контроля

{72) Максименков 8И. (73) Научно-исследовательский институт автоматизированных средств производства и контроля (54) СИОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЛИСТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ДВОЙНОЙ КРИВИЗНЫ И VCTРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к обрабоже металлов давлением, преимущественно к формообразованию листовых деталей двойной кривизны Цель: расширение технологических возможностей за счет увеличения равномерности деформации. Сущность: производят фиксирование (19) Ц е 11) 0®537 С-" (51) 5 В 21 1.т 11 2О поперечных краев листовой заготовки в зажимах, обтяжку заготовки секторным пуансоном от вершины к краям в продольном направлении с одновременным поджатием ее к секторному пуансону с последующей обтяжкой в поперечном направлении.

Устройство содержит корпус, на котором установ— лен секторный пуансон, соединенный с силовыми элементами, зажимы, причем по периферии секторного пуансона перпендикулярно разъему расположены гибкие ленты, а на зажимах — фиксаторы с возможностью взаимосвязи с краями секторного пуансона в момент полного его раскрытия. На кор— пусе под секторным пуансоном установлен контейнер с эластичной прокладкой. Положительный эффект: уменьшение количества переходов и сокращение обьема ручных доводочных работ. 2 сп.флы,4 ил.

2002537

Изобретение относится к обработке ме.млов давлением, в частности к процессам ,:.:б;я.кки при формообразовании листовых дс-алей двойной кривизны.

И,âåñòåí способ обтяжки деталей двой.,ой кривизны, при котором заготовку иэгиблют в поперечном направлении, а затем обтягивают по пуансону, При таком способе формообразования деталей двойной кривизны возникает значительная неравномерность распределения деформаций, как по длине детали — вследствие действия сил трения, так и в перпендикулярном направлении — из-за наличия двойной кривизны.

Тлкэя неравномерность деформации существенно ограничивает возможности процесса формообразования.

Известен штамп для формообразова-. :;, и;: елей, содержащий матрицу, на котог.,» опирается заготовка в процессе ,.:-:.:;"(! ðìèðîâàíèÿ, пуансон с узлом создания усилия, осуществляющий изгиб заготовки, и ло;кемент с зажимами для фиксирования концов наружной обшивки.

Недасгаток штамма — высокая энергоемкость и ограниченные возможности по регулированию удельного давления формообразования, И звестен также способ формообразования листовых деталей двойной кривизны обтлжкой по пуансону, включающий обтяжку заготовки путем продольного и поперечного изгибов с последующей калибровкой растяжением. Способ позволяет уменьшить неравномерность деформаций.

Однако, применение последовательной обработки вызывает осложнения при практической реализации способа, кроме того, определенную неравномерность на полученное поле деформаций вносит калибровка, Известно устройство для формообразования деталей, содержащее корпус, нэ котором установлен пуансон, и зажимы для заготовки.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей процесса получения деталей за счет увеличения равномерности деформации, Указанная цель достигается тем, что s способе формообразования листовь|х деталей двойной кривизны, включающем фиксирование поперечных краев заготовки в зажимах, обтяжку по пуансону путем продольного и поперечного изгибов с последующим продольным растяжением, обтяжку проводят по секторному пуансону, при этом изгиб в продольном направлении проиэводят локальным нагружением детали по всей длине поперечного сечения от вершины пуансона к краям, а изгиб в поперечном направлении — от краев к вершине, Устройство для формообразования листовых деталей двойной кривизны, содержащее корпус, на котором установлен пуансон. связанный с силовыми элемента, ми и зажимы, снабжено контейнером с эластичной прокладкой, установленным на корпусе под пуансоном, гибкими лентами и фиксаторами, смонтированными на зажимах с воэможностью взаимодействия с краями пуансона, при этом пуансон выполнен секторным, а гибкие ленты размещены по

его периферии перпендикулярно плоскости

"5 его разъема.

На фиг,1 изображено устройство и положение листовой детали в начальный момент формообразования; на фиг.2 — то же, в промежуточный момент; на фиг,З вЂ” то же, в

20 конечный момент; на фиг.4 — сечение А-А на фиг,1, Фиксируют поперечные края заготовки и обтягивают ее секторным пуансоном от вершины к краям в продольном направлении с одновременным поджатием ее к пуансону с последующей обтяжкой в поперечном направлении.

Локальное приложение радиальных усилий к заготовке с двух сторон позволяет

30 значительно повысить удельное давление на листовую деталь за счет минимальной зоны воздействия по ширине формуемой заготовки и получать листовые детали двойной кривизны.

Таким образом данный способ позволяет осуществлять формообразование листовых деталей с обеспечением равномерного распределения деформаций в условиях устойчивого деформирования заготовок (обо40 лочек) различной толщины, Устройство для формообразования листовых деталей двойной кривизны содержит корпус 1, на котором размещены секторные пуансоны 2, образующие контур листовой

45 детали, Каждый сектор соединен с силовыми элементами с воэможностью качения по заданной траектории, представляющими нэжимные рычаги 3 и 4 регулировочных элементов 5 с ползушками 6, соединенных по50 движно с плитой 7, перемещаемой силовым цилиндром 8, и соединенных с корпусом.

По периферии секторного пуансона 2 перпендикулярно разъему расположены гибкие ленты 9, охватывающие поверхность

55 секторов 2 и соединенные с ними с двух сторон по краям. Листовая заготовка 10, ориентированная внутренней стороной к пуансону 2, а наружной — к эластичной прокладке 11. размещенной в контейнере 12, перед формообразованием фиксируется

2002537 между ними силовыми элементами 13, соединенными с траверсой 14. в направляющие пазы которой входят ролики 15, закрепленные на пуансонах 2.

С противоположных сторон листовая заготовка фиксируется в зажимах 16, соединенных с растяжными цилиндрами 17, установленными в направляющих 18, шарнирно соединенных со стойкой 19. На зажимах 16 установлены фиксаторы 20 с возможностью взаимосвязи с краями секторного пуансона 2 в момент его раскрытия, Формообразование листовых деталей с помощью устройства осуществляется следующим образом.

Подается команда силовому цилиндру 8 на перемещение плиты 7.. В процессе движения плиты 7, действуя через ползушки 6 нажимные рычаги 3 и 4, регулировочные элементы 5, каждый из секторных пуансонов 2 разворачивается и начинает качение по внутренней поверхности заготовки 10, при этом наружная поверхность заготовки

10 контактирует с эластичной прокладкой

11, В процессе качения пуансонов 2 происходит их контактирование с заготовкой 10 по ее ширине, За счет локального приложения усилия к внутренней и наружной поверхностям листовой заготовки 10 обеспечивается формование поперечной кривизны по сечению заготовки.

После перемещения секторных пуансонов 2 в крайнее положение края секторных пуансонов 2 воздействуют на фиксаторы 20, установленные на за>кимах 16.

При перемещении пуансонов 2 в исходное состояние одновременно поворачиваются фиксаторы 20 с зажимами 16 и растяжными цилиндрами 17, осуществлля по сечениям листовой заготовки 10 формоОбразование, Величина формующего усилия, создаваемая на внутреннюю и наружную поверхности листовой заготовки, определяется значением усилий, передаваемых через ролики 15 траверсы 14 От силовых элементов 13. При этом положение контура секторного пуансона обеспечивается гибкими лентами 9, охватывающими поверхность секторных пуансонов 2 с двух сторон.

8 положении исходного состояния секторных пуансонов расфиксируются зажимы

16, перемещением силового цилиндра 8 создаются условия для снятия готовой листо- вой детали. Дальнейшее перемещение секторного пуансона 2 позволяет зажимы i6 с растяжными цилиндрами 17 и направляющими 18 вернуть в исходное состояние, Пример. На прессе FEKD фирмы

"Луар" с числовым программным управлением производили формообразование детали двойной кривизны из материала Д16М толщиной 1,2 мм.

Радиус кривизны детали в направлении

5 обтяжки составляет 500 мм, стрела прогиба в противоположном направлении 100 мм.

Размеры листовой заготовки: длина 2000 мм, ширина 700 мм. Угол охвата листовой заготовки секторного пуансона 180О. При

10 ведении процесса обтяжки традиционным способом в результате действия трения в направлении обтяжки возникает неравномерность деформации. Коэффициент неравномерности деформации может быть

15 оценен с помощью известной формулы — = exp (— }, A 2n где Ez — деформация на сходе листовой заготовки с пуансона;

20 Я1 — деформация на вершине секторного пуансона;

Q — угол Охвата секторного пуансона листОВОЙ заготоВкоЙ; и — показатель упрочнения для матери25 ала Д16М и деревянного секторного пуансона;

p — коэффициент трения, равный 0.17, Е2

Кгр = — = 2,88.

Е1

30 Степень неравномерности деформаций, возникающих из-за наличия у детали второй кривизны характеризует геометрический коэффициент Кг обтлжки, равный

Кг = 1 — а - з = 1,01 + (-) Кд ез- деформация на свободном краю листовой заготовки:

f — стрела прогиба детали:

40 I — ширина листовой заготовки;

Кг> — зависящий от угла коэффициент при а =-180О;

КсХ вЂ”; Кг = 1,30.

Получаемая таким образом неравномерность деформаций значительно превосходит допустимую и поэтому традиционным способом обтяжку пришлось бы вести в несколько переходов с промежуточными отжигами, Для осуществления способа по периферии секторного пуансона 2 перпендикулярно разъему устанавливают гибкие ленты 9, фиксируют листовую заготовку в зажимах

16, перемещал плиту 7 вниз с помощью нажимных рычагов 3 и 4 и растя>кн ых цилиндров

17, создают условия формообразования, при котором на листовую заготовку с Одной стороны действует секторный пуансон, а с другой — эластичная прокладка. При этом

2002537 величина создаваемаго.формующега давления устанавливается такой. что обеспечиваетсл полное прилегание поперечных сечений листовой заготовки к соответствующим сечениям секторного пуансона. Пере- 5 мещение секторов пуансона ат вершины к краям в продольном направлении с одновременным поджатием ее к секторному пуансону с последующей обтяжкой в поперечном направлении обеспечивает по- 10 следазательнае формавание листовой заго;Овки. 8 крайнем положении секторного пуа««сана Осуществляется соединение краев сектароа пуансона с фиксаторами 20. При

««ср««,«е«;;.ен«и плиты 7 вверх происходит пе- 15

2, YcTpoNGTBo gtlsl формообразования листовых деталей двойной кривизны, со20 держащее корпус, на котором установлен пуансон, связанный с силовыми элементами, и зажимы, отличающееся тем, что она снабжено контейнером с эластичной прокладкой, установленным на корпусе под

25 пуансоном, гибкими лентами и фиксаторами, смонтированными на зажимах с возможностью взаимодействия с краями пуансона, при этом пуансон выполнен секторным, а гибкие ленты размещены па его

«0 периферии перпендикулярно к плоскости его разъема, Формула изобретения

1, Способ формообразования листовых дгп а. ей двойней кривизны, включа«ощий !

;:! l;«,««!!)OBÇÈÈÎ ««ОПЕРЕЧНЫХ KPBCB ЛИСтоеай

:.-" О«алки в заж«лмзх, Обтяжку по пуансону

««уго,", «««)Одальна«.а и поперечного изгиба с

:lОследую«цим г«родольным растяжением, О«ли «ающийся тем, чта обтяжку проводят .-О сек1орному пvBhcoHó, при этом изгиб в !

«".)ОДг)ЛЬ««ОМ «.«а«1Г)ЯБЛЕ«ЧИИ ПРОИЗВОДЯТ ЛО к- .,«ь.«ьым «Ia ружением детали па всей дли:.Оперечнога се«ения ат вершины

:- .u«oОна к краям, а изгиб в поперечном аале««ии — ат краев к вершине. ремещение секторов пуансона с одновременным перемещением зажимов 16, вызывающих формообразование заготовки, При этом коэффициент Ктя неравномерности деформаций, возникающий за счет влияния сил трения. рассчитанный для сечений листовой заготовки, равен 1,02, а геометрический коэффициент Кг обтяжки равен 1,03.

Предлагаемые способ и устройство обеспечивают более равномерное поле деформаций, уменьшение количества переходов и сокращение объема ручных доводочных работ, (56) Авторское свидетельство СССР

М 707647, кл. 8 21 0 11/20, 1980.

64

I ю

Ибь б

И

Щ аЯ

%щи

МЬЪ

° ев э- ° ° O ° ° - °

Ф 3

° ° ° ° ° °

° °

° 3 Э б

° °

Ф

У ф

° ° ° I 1 ° б

Э ° °

° ° 4

9 В °

° 1 ° l ° . I