Способ формирования заготовки из листового материала, в частности, для получения маски электронно-лучевой трубки и устройство для его осуществления

 

Использование: в обработке металлов давлением при изготовлении деталей типа маски электронно-лучевой трубки из листовой заготовки с перфорацией центральной части. Сущность изобретения: листовую заготовку размещают между деформируемым пуансоном и деформируемой матрицей. Пуансон имеет выпуклое деформируемое основание. Заготовку зажимают в ее центральной части, устанавливают среднее волокно упомянутой части в конкретное положение по отношению к нейтральному волокну пуансона, заготовки и матрицы. Затем формуют центральную часть заготовки в полость матрицы, при этом деформируемое основание пуансона, уплощенное на стадии зажима, приобретает первоначальную выпуклую форму. После этого загибают периферийную часть заготовки с помощью деформируемого кольца из упругого несжимаемого материала и постепенно прижимают ее к боковым стенкам пуансона до образования загнутого края. На последнем выполняют компенсирующие изменения его длины ребра определенного количества, расположения, размера и формы. Устройство имеет пуансон в виде деформируемого выпуклого основания, жесткого контейнера в виде параллелепипеда с подошвой и подушкой из упругого материала. Средство для загибания периферийной части заготовки вдоль боковых стенок пуансона содержит дополнительный орган формования для воздействия на торец периферийной части заготовки и деформируемое кольцо из упругого материала. Все упругие детали устройства могут быть выполнены из одинаковых или различных материалов, в том числе и композитных, различной твердости. Основание пуансона и обращенная к нему часть матрицы могут иметь линзовидную форму. Дополнительный орган формования имеет две прямоугольные рамки, между которыми размещено деформируемое кольцо. Контейнер пуансона имеет на боковой поверхности рельефы. 2 с. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением.

Известен способ формирования заготовки из листового материала, в частности, для получения маски электронно-лучевой трубки путем размещения заготовки между деформируемым пуансоном и деформируемой матрицей, зажима центральной части заготовки между инструментом с его деформацией и установлением среднего волокна центральной части заготовки в конкретное положение по отношению к нейтральному волокну пуансона, заготовки и матрицы, формовки центральной части заготовки, а также зaгиба периферийной части заготовки вдоль боковых стенок пуансона, а также устройство для его осуществления, содержащее деформируемый пуансон, деформируемую матрицу, размещенную в полости основания, а также средства для загибания периферийной части заготовки вдоль боковых стенок пуансона.

Этот способ и это устройство имеют различные недостатки.

Прежде всего, действие, оказываемое прессом, прикладывается только к центральной части пуансона и листовая заготовка удерживается в своей периферийной части органом прижима, что приводит к возникновению механических напряжений в листовой заготовке в ходе формования загнутого края.

Продольный изгиб и изгибание периферийной части листовой заготовки вызываются периферически деформирующимся ножом. В результате получается, что устройства для выполнения маски электронно-лучевой трубки оказываются относительно сложными и хрупкими.

Технической задачей изобретения является создание способа формования заготовки листового материала, при котором в ходе единственной операции выполняется продольный изгиб центральной части и загибание периферийной части листовой заготовки, причем это осуществляется без деформации системы перфораций (отверстий).

Для достижения задачи в способе формирования заготовки из листового материала, в частности, для получения маски электронно-лучевой трубки путем размещения заготовки между деформируемым пуансоном и деформируемой матрицей, зажима центральной части заготовки между упомянутым инструментом с его деформацией и установлением среднего волокна центральной части заготовки в конкретное положение по отношению к нейтральному волокну пуансона, заготовки и матрицы, формовки центральной части заготовки, а также изгиба периферийной части заготовки вдоль боковых стенок пуансона заготовку располагают между пуансоном с выпуклым деформируемым основанием, зажим центральной части заготовки осуществляют путем воздействия на нее пуансоном до уплощения его основания, формовку центральной части листовой заготовки осуществляют путем деформирования ее в полость матрицы с помощью пуансона до придания его основанию первоначального изгиба, а изгиб периферийной части заготовки производят с помощью деформируемого кольца из упругого несжимаемого материала путем механического воздействия на него и постепенного контролируемого прижима упомянутой части заготовки к боковым стенкам пуансона до образования загнутого края, при этом на загнутом крае заготовки выполняют компенсирующие изменение его длины ребра определенного количества, расположения, размера и формы.

В устройстве для формирования листовой заготовки, в частности, для получения маски электронно-лучевой трубки, содержащем деформируемый пуансон, деформируемую матрицу, размещенную в полости основания, а также средства для загибания периферийной части заготовки вдоль боковых стенок пуансона, последний выполнен в виде деформируемого выпуклого основания, жесткого контейнера с подушкой из упругого деформируемого несжимаемого материала в виде параллелепипеда и подошвы, а средство для загибания периферийной части заготовки вдоль боковых стенок пуансона содержит дополнительный орган формования для воздействия на торец периферийной части заготовки и деформируемое кольцо из эластичного несжимаемого материала для воздействия на периферийную часть заготовки.

Подушка и деформируемое кольцо выполнены из натуральных композитных материалов или из композитных синтетических материалов, в частности полимеров, полиуретана, например различной твердости, или из различных материалов.

Рабочая поверхность основания пуансона выполнена с изгибом, соответствующим изгибу на готовом изделии, а основание пуансона и обращенная к нему часть матрицы имеют линзовидную форму.

Дополнительный орган формования выполнен в виде двух прямоугольных в плане рамок верхней и нижней, в которой выполнен паз для размещения деформируемого кольца, а верхняя рамка установлена с возможностью вхождения в нижнюю.

Верхняя рамка выполнена с внутренним выступом для центрирования заготовки и с наклонными внутренними стенками для опоры торца деформируемой заготовки.

Контейнер пуансона выполнен в сечении Т-образной формы, своей вертикальной стенкой охватывает подушку из упругого материала и подпружинен относительно верхней рамки с возможностью опоры на нее, а его внутренняя боковая поверхность выполнена профилированной для перемещения по ней подушки из упругого материала, при этом на наружной боковой поверхности контейнера пуансона выполнены рельефы.

Устройство снабжено калиброванными прокладками, размещенными в основании матрицы со стороны, обращенной к ее деформируемой части.

На фиг. 1 изображен вид в перспективе заготовки из листового материала, из которого выполняется маска электронно-лучевой трубки; на фиг. 2 вид в перспективе отформованной маски; на фиг. 3 сечение, показывающее выполнение одного из видов устройства для формирования листовой заготовки; на фиг. 4-7 сечения, показывающие последовательные этапы формовки маски; на фиг. 8 схематический вид в перспективе одной из частей, маски, показывающий ребра, сформованные на загнутом ее краю.

На фиг. 1 показана заготовка 1 из листового материала очень малой толщины, из которой изготавливается маска электронно-лучевой трубки. Эта листовая заготовка имеет центральную часть 2, имеющую перфорации 3, а периферийная часть 4 заготовки имеет в угловых зонах выемки 5 для облегчения загибания края и устранения избытка материала, возникающего при указанном загибании края.

Маска, изготовленная после формования, имеет центральную выгнутую часть 2 и загнутую периферийную часть 4 (загнутый край), при этом на краю сохраняется форма изгиба (фиг.2).

Устройство для формирования (фиг.3), предназначенное, например, для выполнения маски электронно-лучевой трубки, содержит матрицу, образованную нижней подошвой 6 плоской формы, на которой покоится основание матрицы 7. Это основание матрицы 7 содержит в своей верхней части полость 8, по поверхности которой распределены калиброванные прокладки 9.

Над основанием матрицы 7 устройство содержит верхнюю часть 10 матрицы, являющуюся деформируемой и выполненной из упругого материала, которая своей периферийной частью установлена на краю 11 полости 8.

Нижняя поверхность верхней части 10 матрицы находится в контакте посредством опоры 12 со стержнем 13, связанным, например, с поршнем 14 домкрата.

Устройство образовано также пуансоном, содержащим подошву 15, подушку 16 из упругого несжимаемого материала, являющуюся деформируемой, деформируемое основание 17, расположенное под подушкой 16, и контейнер 18, являющийся жестким и прямоугольной формы, который и содержит указанную подушку.

Основание 17 пуансона подвержено воздействию давления посредством деформирующейся подушки 16, которая в свою очередь подвергается давлению при помощи средств давления 19 при посредстве подошвы 15 пуансона.

Верхняя поверхность верхней части 10 матрицы является плоской, в то время как контактирующее с листовой заготовкой основание 17 пуансона является выгнутым, с профилем, соответствующим профилю получаемого изделия.

Верхняя деформируемая часть матрицы 10 и основание 17 пуансона имеют, например, линзовую форму, что позволяет получить, принимая во внимание определенную нагрузку, распределенную по поверхности 20 подушки 16 и основания 17 пуансона, и законы механической деформации материалов, из которых они образованы, выгиб центральной части заготовки листового материала 2 без повреждения перфораций, образующих сетку маски электронно-лучевой трубки.

Контейнер 18 пуансона является прямоугольной рамкой в виде параллелепипеда, имеющей Т-образное сечение, вертикальная стенка 21 которой охватывает деформируемую подушку 16.

Вертикальная стенка 21 содержит на своей внутренней поверхности профиль 22, позволяющий влиять на величину нагрузки и по которому скользит периферийная часть деформируемой подушки 16, а внешняя поверхность 23 стенки 21 образует боковую стенку пуансона и может иметь рельеф 24, например, в виде конусов.

Устройство содержит также расположенный вокруг пуансона и верхней части 10 матрицы средство для загибания периферийной части заготовки вдоль, боковых стенок пуансона.

Упомянутое средство содержит дополнительный орган, образованный двумя наложенными друг на друга рамками 25 и 26, причем верхняя рамка 25 прямоугольной формы имеет на своей внутренней стороне выступ 27 для установки и центрирования листовой заготовки 1 и наклонные стенки 28, образующие средство опоры и скольжения, имеющие пирамидальную форму, торца свободной периферийной части 4 листовой заготовки 1, а нижняя рамка 26 имеет паз 29, выполненный напротив верхней рамки 25 и в котором установлено деформируемое кольцо 30 из упругого несжимаемого материала, предназначенное для формования свободной периферийной части 4 листовой заготовки 1.

Верхняя рамка 25 имеет второй выступ 31 с внутренней стороны, служащий опорой контейнера 18, являющегося подвижным, что осуществляется с помощью пружины 32.

Нижняя рамка 26 может быть связана с основанием матрицы 7 и с подошвой 6 для образования единого блока.

В качестве деформируемых упругих несжимаемых материалов, образующих подушку 16 и кольцо 30, могут быть использованы композитные материалы, натуральные или синтетические, например полимеры, полиуретаны, имеющие различную твердость, причем материалы, образующие подошву и кольцо, не обязательно являются одинаковыми.

Подушка 16 и кольцо 30 могут быть изготовлены из различных материалов.

В показанном на фиг. 3 виде реализации изобретения деформируемое кольцо 30 показано под листовой заготовкой 1, что приводит к подъему края листа, но очевидно, что можно предусмотреть симметричный вариант расположения, в котором край отгибается книзу при помощи деформируемого кольца 30, расположенного над заготовкой, и которому придается движение вниз.

Формирование листовой заготовки осуществляется следующим образом.

Устанавливают листовую заготовку на верхнюю часть 10 матрицы таким образом, что небольшая ширина ее периферийной части и перекрывает верхнюю часть деформируемого кольца 30. Затем под действием ползуна пресса, который воздействует на верхнюю рамку 25, опускают верхнюю часть устройства таким образом, чтобы центрировать и удерживать периферийную часть 4 листовой заготовки 1 за счет упора в выступ 27 верхней рамки 25 дополнительного органа формования (см.фиг.4).

В ходе этой операции подвижной стержень 13 удерживается в верхнем положении под действием поршня 14, что мешает любой деформации верхней части матрицы 10.

Таким образом, основание 17 пуансона деформируется (фиг.4), в то время как центральная часть 2 листовой заготовки оказывается в горизонтальной плоскости между основанием 17 и верхней частью 10 матрицы.

Затем освобождают подвижный стержень 13 и под действием ползуна пресса при посредстве деформируемой подушки 16 формуют в соответствии с определенным профилем, задаваемым характеристиками основания 17 пуансона, верхней деформируемой частью 10 матрицы и полостью 8 основания 7 матрицы, снабженного калиброванными прокладками 9, центральную часть листовой заготовки 2, за счет деформирования совокупности: основание 17 пуансона, центральная часть 2 заготовки 1 и верхняя часть 10 матрицы (фиг. 5 и 6), причем среднее волокно листовой заготовки 1 помещается в определенное положение относительно нейтрального волокна указанной совокупности, при этом основание 17 пуансона принимает свое начальное изогнутое состояние.

Приложенное давление к пуансону равномерно распределяется при этом по всей поверхности основания 17 пуансона при помощи подушки 16.

Модифицируя положение листовой заготовки 1 относительно нейтрального волокна совокупности: основание 17 пуансона, центральная часть 2 листовой заготовки, верхняя часть 10 матрицы, можно вызывать по меньшей мере в локализованных зонах листовой заготовки 1 внутренние напряжения сжатия или растяжения в функции от последующего использования отформованной детали. Кроме того, можно производить деформацию относительно среднего волокна металла, образующего листовую заготовку 1, для осуществления равномерной деформации и сохранения неизменной геометрии системы перфорации 3 центральной части листовой заготовки 1.

Наконец, опять под действием ползуна пресса, после осуществления изгиба центральной части 2, осуществляют контролируемый изгиб свободной периферийной части 4 листовой заготовки, расположенной между пуансоном и дополнительным органом формования.

Для этого оказывают на дополнительный орган формования механическое воздействие, сближающее рамки 25 и 26 для осуществления ориентированного изгиба свободной периферийной части, таким образом, чтобы устранить силы, приложенные к периферии пуансона, и не деформировать сеть перфораций 3.

Для этой цели верхняя рамка 25 двигается в нижнюю 26 и сжимает деформируемое кольцо 30. Последнее деформируется и заходит в пространство, расположенное между наклонной внутренней стенкой 28 верхней рамки 25 и внешней поверхностью 23 контейнера 18 пуансона, что вызывает движение подъема свободной периферийной части 4 листовой заготовки.

В ходе этого движения подъема периферийная часть 4 листовой заготовки перемещается (фиг. 5) таким образом, что ее край скользит и прижимается к наружной поверхности 23 контейнера 18 пуансона (фиг.6).

Наконец, верхняя часть устройства поднимается, при этом кольцо 30, подушка 16, основание 17 пуансона и верхняя часть 10 матрицы принимают начальное состояние (фиг.7).

После открывания устройства достаточно извлечь отформованную маску электронно-лучевой трубки.

В ходе прижима свободной периферийной части 4 листовой заготовки 1 к внешней поверхности 23 контейнера 18 за счет деформации кольца 30, предусмотренные на этой поверхности 23 рельефы 24 образуют в угловых зонах загнутого края 4 листовой заготовки 1 ряд ребер 33, например, конической формы (фиг. 8).

Число, расположение, размеры и формы ребер 33, образованных рельефом 24, определяются таким образом, чтобы поглотить избыток длины, соответствующий изменениям длины загнутого края, возникающим при его выполнении.

Формула изобретения

1. Способ формирования заготовки из листового материала, в частности, для получения маски электронно-лучевой трубки путем размещения заготовки между деформируемым пуансоном и деформируемой матрицей, зажима центральной части заготовки между упомянутым инструментом с его деформацией и установлением среднего волокна центральной части заготовки в конкретное положение по отношению к нейтральному волокну пуансона, заготовки и матрицы, формовки центральной части заготовки, а также загиба периферийной части заготовки вдоль боковых стенок пуансона, отличающийся тем, что заготовку располагают между пуансоном с выпуклым деформируемым основанием, зажим центральной части заготовки осуществляют путем воздействия на нее пуансоном до уплощения его основания, формовку центральной части листовой заготовки осуществляют путем деформирования ее в полость матрицы с помощью пуансона до придания его основанию первоначального изгиба, а загиб периферийной части заготовки производят с помощью деформируемого кольца из упругого несжимаемого материала путем механического воздействия на него и постепенного контролируемого прижима упомянутой части заготовки к боковым стенкам пуансона до образования загнутого края.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на загнутом крае заготовки выполняют компенсирующие изменение его длины ребра определенного количества, расположения, размера и формы.

3. Устройство для формирования заготовки из листового материала, в частности, для получения маски электронно-лучевой трубки, содержащее деформируемый пуансон, деформируемую матрицу, размещенную в полости основания, а также средства для загибания периферийной части заготовки вдоль боковых стенок пуансона, отличающееся тем, что пуансон выполнен в виде деформируемого выпуклого основания, жесткого контейнера с подушкой из упругого деформируемого несжимаемого материала в виде параллелепипеда и подошвы, а средство для загибания периферийной части заготовки вдоль боковых стенок пуансона содержит дополнительный орган формования для воздействия на торец периферийной части заготовки и деформируемое кольцо из эластичного несжимаемого материала для воздействия на периферийную часть заготовки.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что подушка и деформируемое кольцо выполнены из натуральных композитных материалов.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что подушка и деформируемое кольцо выполнены из композитных синтетических материалов, в частности полимеров, полиуретана, например, различной твердости.

6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что подушка и деформируемое кольцо выполнены из различных материалов.

7. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что рабочая поверхность основания пуансона выполнена с изгибом, соответствующим изгибу на готовом изделии.

8. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что основание пуансона и обращенная к нему часть матрицы имеют линзовидную форму.

9. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что дополнительный орган формования выполнен в виде двух прямоугольных в плане рамок верхней и нижней, в которой выполнен паз для размещения деформируемого кольца, а верхняя рамка установлена с возможностью вхождения в нижнюю.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что верхняя рамка выполнена с внутренним выступом для центрирования заготовки.

11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что верхняя рамка выполнена с наклонными внутренними стенками для опоры торца деформируемой заготовки.

12. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что нижняя рамка жестко соединена с основанием матрицы.

13. Устройство по пп. 3 и 9, отличающееся тем, что контейнер пуансона выполнен в сечении Т-образной формы, своей вертикальной стенкой охватывает подушку из упругого материала и подпружинен относительно верхней рамки с возможностью опоры на нее.

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что внутренняя боковая поверхность контейнера пуансона выполнена профилированной для перемещения по ней подушки из упругого материала.

15. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что на наружной боковой поверхности контейнера пуансона выполнены рельефы.

16. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что оно снабжено калиброванными прокладками, размещенными в основании матрицы со стороны, обращенной к ее деформируемой части.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8