Способ и устройство для соединения наложенных друг на друга металлических листов местной пластической деформацией

 

Изобретение относится к способам соединения наложенных друг на друга металлических листов местной пластической деформацией, при которой образуется взаимозацепляющее соединение. Сначало в одном листе местным выдавливанием образуют углубление, которое ограничивает в одном направлении образуемое соединение, а затем последовательно сжимают листы, смежные углублению, перемещая при этом материал в углубление в поперечном направлении. Способ осуществляют в штампе, особенностью которого является наличие пуансона для создания сжимающей нагрузки, смонтированного на нижней плите. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу соединения наложенных друг на друга металлических листов местной пластической деформацией для образования взаимозацепляющего соединения.

Известен способ соединения наложенных друг на друга металлических листов местной деформацией, при котором заданный объем листового материала перемещают посредством соответствующих штампов в направлении, ортогональном к листовым поверхностям. Образованную таким образом выпуклость после этого сдавливают, заставляя металлический материал течь в холодном состоянии в сторону, образуя тем самым взаимозацепляющее соединение (патент США N 4601090, кл. B 21 D 39/00, 1986).

Из этого же патента известно устройство для соединения наложенных друг на друга металлических листов местной деформацией для образования взаимозацепляющего соединения, содержащее закрепленные на верхней плите пуансон для формовки углублений и охватывающий его верхний прижим, и смонтированный на нижней плите нижний прижим.

Недостатком этого технического решения является то, что соединяющий элемент, образованный таким образом, выступает за пределы листовой поверхности.

техническим результатом изобретения является получение взаимозацепляющего соединения путем последовательной пластической деформации листов в свободном пространстве, в котором соединяющий элемент не выступает за пределы листовой поверхности. Это достигается за счет того, что образуют углубление в, по меньшей мере, одном листе путем местного пластического выдавливания, при этом углубление ограничивает образуемое соединение, по меньшей мере, в одном направлении, и создают взаимозацепляющее соединение последовательным сжатием листов, смежных углублений с поперечным перемещением материала в углубление.

Возможно выполнение углубления в виде канала или в виде замкнутого витка.

Целесообразно выполнение нескольких углублений.

Соединение может быть создано вровень с наружной поверхностью листа, либо вровень с верхней и нижней поверхностями листа.

Кроме того, при местном выдавливании первой листовой объем может быть перемещен ортогонально листу с последующим перемещением второго объема листа внутри свободного пространства, ограниченного перемещением первого листового объема.

При этом устройство для соединения наложенных друг на друга металлических листов местной пластической деформацией для образования взаимозацепляющего соединения снабжено пуансоном для создания сжимающей нагрузки, смонтированным на нижней плите.

Пуансон для формовки может быть выполнен трубчатым, а пуансон для создания сжимающей нагрузки - цилиндрическим с диаметром меньше внутреннего диаметра пуансона для формовки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 представлена первая стадия способа в первом варианте выполнения изобретения; на фиг. 2 - его вторая стадия; на фиг. 3 представлена первая стадия второго варианта выполнения; на фиг. 4 - его вторая стадия; на фиг. 5 - первая стадия третьего варианта выполнения; на фиг. 6 - его вторая стадия; и на фиг. 7 - его третья стадия.

На фиг. 1 показана первая стадия первого варианта выполнения. Сначала оба листа 1 и 2 закрепляются вместе между верхним прижимом 3 штампа 4 и нижним прижимом 5 нижнего штампа 6. Затем трубчатый верхний пуансон 7 выдвигается вперед (не показано) к листу 1 для формования внутри него кольцевого кругообразного углубления 8, когда верхний пуансон 7 отводится назад. Выдавливаемый материал вызывает деформацию участков, окружающих лист. На этой стадии между листами 1 и 2 возникает подрез или замок.

Хотя на чертежах показано соединение двух металлических листов 1 и 2, однако способ не ограничивается использованием двух листов. Помимо этого, листы 1 и 2 показаны одинаковой толщины, что также необязательно. Предполагается, что выполняемые соединения имеют кольцеобразные сечения. Тем не менее, можно выполнять соединения других форм, а углубление 8 необязательно закрывать и оно может состоять из двух коротких прямых параллельных каналов. Прямоугольной формы сечение свободного пространства также может быть изменено.

Во всех вариантах соединительные утолщения выступают на очень небольшую высоту над листовой поверхностью или поверхностями. Более того, во всех вариантах основное соединительное действие происходит внутри пространства, ограниченного наружными поверхностями обоих металлических листов.

На фиг. 2 показана вторая стадия первого варианта осуществления изобретения, т.е. образование замка 9. Нижний пуансон 10, который на первой стадии был на одном уровне с нижним прижимом 5, перемещается к листу 2 и проникает внутрь последнего. Цилиндрический нижний пуансон имеет диаметр несколько меньший, чем внутренний диаметр трубчатого верхнего пуансона 7. В процессе второй стадии верхние пуансоны 3, 7 расположены вровень со своими передними сторонами, обращенными к листу 1. Нижний пуансон 5 может слегка выступать для того, чтобы образовывать путь для вспученного листа 2. Часть объема листов 1, 2 внутри углубления 8 сжимается, металл течет в боковом направлении и образует взаимозацепляющий замок. Следует отметить, что после отведения назад штампов соединение будет находиться вровень с верхней или наружной поверхностью листа 1.

На фиг. 3 и 4 показан нижний пуансон 5, удерживаемый стационарно в течение второй стадии, тогда как верхний пуансон 7 вместе с частью верхнего пуансона, окруженной им, может быть слегка подан вперед так, чтобы после образования соединения углубление 11 находилось вровень с окружающими участками листа 2, причем на боковой стороне листа 1 образуется утолщение.

Вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 6, 7 и 5 включает три стадии. На первой стадии, представленной на фиг. 5 чашеобразное углубление образуется посредством определения наружной границы образуемого углубления. На второй стадии центральная часть 12 "низа чаши" сдвигается с места нижним пуансоном (не показано) посредством определения внутренней границы свободного пространства 8 (фиг. 6), пока часть листа 1 на верху части 12 не натолкнется на верхний пуансон (не показано). Дополнительное перемещение нижнего пуансона сдавливает листы для образования взаимного соединения, показанного на фиг. 7. Однако, на обеих боковых сторонах соединения остаются очень плоские утолщения.

Устройство, включающее верхний 4 и нижний 6 штампы, осуществляет работу как сверху вниз, так и в любом другом положении. Кроме того, предполагается, что соединение образуется только в одном рабочем месте, но это необязательно. Могут быть предусмотрены два последовательных места, по одному для каждой соответствующей стадии способа. Аналогичные замечания имеют отношение ко всем вариантам, описанным выше.

Формула изобретения

1. Способ соединения наложенных друг на друга металлических листов местной пластической деформацией для образования взаимозацепляющего соединения, отличающийся тем, что образуют углубления в по меньшей мере одном листе путем местного пластического выдавливания, при этом углубление ограничивают образуемое соединение по меньшей мере в одном направлении, и создают взаимозацепляющее соединение последовательным сжатием листов, смежных углублению, с поперечным перемещением материала в углубление.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что углубление образуют в виде канала.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что углубление образуют в виде замкнутого витка.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что образуют несколько углублений.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соединение создают вровень с наружной поверхностью листа.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соединение создают вровень с верхней и нижней поверхностями листа.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при местном выдавливании первый листовой объем перемещают ортогонально листу, а затем перемещают второй объем листа внутри свободного пространства, ограниченного перемещением первого листового объема.

8. Устройство для соединения наложенных друг на друга металлических листов местной пластической деформацией для образования взаимозацепляющего соединения, содержащее закрепленные на верхней плите пуансон для формовки углублений и охватывающий его верхний прижим, и смонтированный на нижней плите нижний прижим, отличающееся тем, что оно снабжено пуансоном для создания сжимающей нагрузки, смонтированным на нижней плите.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что пуансон для формовки выполнен трубчатым, а пуансон для создания сжимающей нагрузки - цилиндрическим с диаметром меньше внутреннего диаметра пуансона для формовки.

РИСУНКИ

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