Способ подготовки кромок листовых заготовок резанием для сварки листовых сварных заготовок



Способ подготовки кромок листовых заготовок резанием для сварки листовых сварных заготовок
Способ подготовки кромок листовых заготовок резанием для сварки листовых сварных заготовок
Способ подготовки кромок листовых заготовок резанием для сварки листовых сварных заготовок
Способ подготовки кромок листовых заготовок резанием для сварки листовых сварных заготовок
Способ подготовки кромок листовых заготовок резанием для сварки листовых сварных заготовок
Способ подготовки кромок листовых заготовок резанием для сварки листовых сварных заготовок
Способ подготовки кромок листовых заготовок резанием для сварки листовых сварных заготовок

 


Владельцы патента RU 2560814:

Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (RU)

Изобретение относится к способу подготовки кромок листовых заготовок резанием для сварки листовых сварных заготовок и для получения из них методами холодной листовой штамповки корпусных деталей. Листовые заготовки собирают в пакет и обрабатывают кромки листовых заготовок путем их фрезеровки в пакете. При этом при сборке в пакет листовые заготовки выравнивают посредством механической вибрации, а перед фрезеровкой обрабатываемые кромки предварительно охлаждают путем криогенной обработки. Глубину фрезеровки пакета на 1 м длины обработки выбирают в соответствии с эмпирической зависимостью: y=0,58·e0,06·N·t+0,014·N, где N - количество ходов режущего инструмента, тыс. ходов, t - толщина листа, мм. Изобретение позволяет повысить производительность подготовки кромок листовых заготовок методом фрезерования в пакете за счет выбора оптимальной глубины фрезерования кромок заготовок. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к подготовке кромок листовых заготовок для сварки встык, а именно для листовых заготовок для сварки встык листовых сварных заготовок (ЛС3), предназначенных для дальнейшей холодной листовой штамповки (ХЛШ) корпусных деталей, в том числе деталей кузова автомобиля.

Существенное влияние на качество сварных соединений ЛС3 и производительность процесса сварки встык оказывает качество кромок листовых заготовок в стыке. Качество кромок листовых заготовок определяется состоянием отрезного инструмента (режущих частей пресс-ножниц, гильотин, отрезных штампов), применяемого при холодной резке листовых заготовок (далее отрезной инструмент), и описывается следующими основными параметрами:

- серповидность S (фиг. 1);

- ширина участка пластической деформации профиля кромки в поперечном сечении R (фиг. 2);

- чистота поверхности Н (фиг. 3).

Чем меньше величина этих параметров, тем обеспечивается более плотный стык под сварку и выше качество соединения. Также при резке листовых заготовок из проката предварительно покрытых сталей происходит сползание частиц покрытия на кромку заготовки, которые затем попадают в стык. При сварке происходит испарение легкоплавких частиц покрытия, что приводит к образованию газовой пористости в металле шва.

В процессе резки листовых заготовок происходит постепенный износ отрезного инструмента, что приводит к постепенному увеличению параметров кромки и массе сползающего покрытия. Для устранения этих явлений предложен ряд способов.

Известен способ подготовки кромок путем резки на гильотинах или пресс-ножницах (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. - Л.: Машиностроение. 1971 г. 782 с., С. 13-33), при котором ограничивают межремонтный период эксплуатации рабочих частей отрезного инструмента, применяют отрезные штампы с двухсторонним прижимом и уменьшают до 2% от толщины листа зазор между матрицей и пуансоном. Недостатком этого способа является повышенный износ режущего инструмента и оборудования по сравнению с обычной резкой заготовок для ХЛШ, вследствие более высоких усилий и механических напряжений при работе.

Известен способ чистовой вырубки листового материала (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. - Л.: Машиностроение. 1971 г. 782 с., С. 33-43). Этот способ позволяет увеличить качество профиля кромки, уменьшить серповидность и шероховатость за счет создания высокого давления на заготовку и возникновения напряженного состояния объемного сжатия, которое способствует устойчивости пластической деформации и пластическому течению металла в зоне резания, в результате чего скалывающие трещины не возникают и срез образуется соответствующим 8 классу чистоты.

Недостатком этого способа является необходимость создания высокого давления на листовую заготовку путем создания противодавления или клиновых ребер на детали. Первое приводит к увеличению энергозатрат при резке, при этом межремонтный период эксплуатации рабочих частей вырубного оборудования равен стойкости оснастки как при резке на обычных штампах. Второе приводит к необходимости изменения геометрии листовой заготовки в месте ребер, что приводит к нерациональному расходу материала. И в первом и во втором способах проблема сползания частиц покрытия решается лишь частично.

Известен способ подготовки кромок листовых заготовок газолазерной резкой (ГЛР) (www.primaindustrie.com), заключающийся в обрезке неровных краев листовых заготовок, предназначенных для последующей сварки на расстояние 3…5 мм от края кромки. Недостатками этого решения являются высокая стоимость процесса ГЛР, нерациональный раскрой и потери листового металла.

Также известен способ, заключающийся в том, что листы собирают встык без зазора, зазор получают путем прорезания стыка потоком режущего газа, а сварку ведут одновременно с процессом прорезанием стыка, располагая сварочную ванну в зоне реза и размещая точку пересечений фронта плавления с осью шва на поверхности свариваемой детали на расстоянии 0,5…3,0 ширины реза от точки пересечения оси режущей струи с лицевой поверхности свариваемой детали, при этом силовое воздействие на металл сварочной ванны оказывают потоком режущего газа (Патент РФ 2158661. Ю.В. Казаков, К.Б. Корягин (НКТБ «Парсек»)).

Недостатками такого решения являются применение дорогостоящего оборудования и необходимость использования дополнительной подачи присадочной проволоки для заполнения зазора.

Также известны способы (Армарего И. Дж. А., Браун Р.Х. Обработка металлов резанием. Пер. с англ. В.А. Пастунова. М.: «Машиностроение», 1977, 325 с.; Обработка металлов резанием: Справочник технолога / Под ред. А.А. Панова - М.: Машиностроение, 1988, 736 с.; патент ЕР 0711625 от 15.05.96 г.) подготовки кромок листовых заготовок для сварки фрезеровкой, при которых листовые заготовки собирают в пакет, зажимают в прижимном приспособлении и проводят фрезеровку за один или несколько проходов. При этом не регламентируется величина глубины фрезерования, что приводит к необходимости назначения глубины фрезерования с запасом. Следовательно, недостатком этих способов является повышенная трудоемкость из-за увеличенной глубины фрезерования кромок заготовок.

Задачей изобретения является сокращение трудоемкости при подготовке кромок листовых заготовок для сварки фрезеровкой.

Задача решается за счет оптимизации режимов обработки в способе подготовки кромок, заключающемся в обработке кромок листовых заготовок для сварки встык листовых сварных заготовок, предназначенных для последующей холодной листовой штамповки методом фрезерования в пакете, отличающийся тем, что глубину фрезерования пакета на 1 метр длины кромки у выбирают в соответствии с эмпирической зависимостью:

y=0,58·e0,06 N·t+0,014·N

где N - количество ходов отрезного инструмента при резке листовых заготовок из проката, тыс. ходов,

t - толщина проката, мм, при этом выравнивают листовые заготовки при сборке в пакет посредством приложения к ним механической вибрации и предварительно охлаждают обрабатываемые кромки методами криогенной обработки.

В частных случаях: а) при обработке в пакете предварительно уже сваренных листовых сварных заготовок из листов разной толщины каждую вторую заготовку переворачивают и собирают перепадом толщин навстречу предыдущей заготовке, б) при обработке предварительно сваренных разнотолщинных заготовок перепад толщин заготовок в пакете компенсируют путем установки, по меньшей мере, одной прокладки толщиной, равной разнице толщин листов, составляющих эту разнотолщинную заготовку.

Сущность изобретения описывается на фигурах 4-7.

Вырезанные заготовки поз. 1 укладывают в пакет на сборочное приспособление для фрезеровки кромок поз. 2 (далее приспособление), при этом кромки заготовок для последующей обработки поз. 3 выступают из приспособления (фиг. 4). Фиксируют количество ходов отрезного инструмента на сопроводительном идентификационном документе. С целью увеличения жесткости листов в пакете и исключения смятия при обработке в пакете предварительно уже сваренных заготовок из листов разной толщины каждую вторую заготовку переворачивают и собирают перепадом толщин навстречу предыдущей заготовке. В случае если размеры заготовок разной толщины не позволяют собрать их перепадом толщин навстречу друг другу без зазора и по всей длине перепад заготовок в пакете компенсируют путем установки, по меньшей мере, одной прокладки толщиной, равной разнице толщин листов, составляющих эту заготовку из материала с механическими свойствами, равными свойствам материала обрабатываемых заготовок. Приспособление с заготовками устанавливают на вибростол поз. 8 и проводят выравнивание заготовок в пакете путем приложения механической вибрации от вибратора поз. 9, зажимают заготовки плитой поз. 7, посредством установленных в приспособлении винтами поз. 6 в гайках поз. 5 (фиг. 5). Приспособление устанавливают на стол поз. 11 фрезерного станка поз. 10, выравнивают относительно хода фрезы поз. 12 и фиксируют на столе (фиг. 6). С целью улучшения обрабатываемости кромки заготовок в ряде случаев предварительно охлаждают методами криогенной обработки путем установки на кромки заготовок охлаждающего устройства или смачивают их охлаждающим веществом. Глубину фрезерования на 1 метр длины обработки у выбирают в соответствии с эмпирической зависимостью:

y=0,58·e0,06 N·t+0,014·N

где N - количество ходов отрезного инструмента предшествующей резки заготовок из листового проката с рулона, тыс.ходов,

t - толщина листа, мм.

При длине обработки более 1 м глубина обработки увеличивается пропорционально длине. По величине глубины фрезерования и толщины пакета листовых заготовок рассчитывают режимы резания и корректируют программу обработки на станке: скорость подачи, высоту фрезы, скорость вращения, глубину снятия за проход. С применением установленных режимов проводят фрезерование одной стороны пакета. После обработки проводят контроль прямолинейности и профиля кромки путем визуального осмотра при увеличении ×10 кромок заготовок в пачке. После фрезеровки на приспособление с пакетом заготовок устанавливается кронштейн 13 с полиуретановой прокладкой 14 (фиг. 7) для защиты обработанных кромок от деформирования при транспортировке и хранении, снимается со станка и перемещается на линию для сварки или склад для складирования.

Этот способ обеспечивает более высокую производительность за счет выбора оптимальной глубины фрезерования кромок заготовок в пакете.

Недостатком данного способа является введение корректировок программы фрезеровки и выполнение расчетов, однако эти затраты незначительны по сравнению с достигаемым эффектом.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности подготовки кромок листовых заготовок методом фрезерования в пакете за счет выбора оптимальной глубины фрезерования кромок заготовок.

В качестве примера использования разработанного способа показана операция подготовки кромок листов из стали 08Ю, собранных в пакет на фрезерном станке 67К25ПФ-20. Для подготовки кромок образцы заготовок толщиной 1,0 мм длиной 1000 мм собирают в пакет по 80 штук, зажимают в приспособление и проводят фрезеровку цилиндрической стороной вертикальной многозубой фрезы. С учетом установленных требований к геометрии свариваемых кромок заготовок (5 класс чистоты поверхности, точность геометрии до 0,01 мм на 1000 мм длины) выбраны следующие режимы фрезерования:

1) глубина обработки 0,58 мм первого пакета при новых частях вырубного оборудования и 1,05 мм для пакета после 8000 ходов;

2) диаметр фрезы 45 мм, длина 110 мм;

3) скорость вращения шпинделя 160 об/мин;

4) скорость подачи 63 мм/мин;

5) за проход выполняется обработка на всю глубину.

1. Способ подготовки кромок для последующей сварки встык листовых заготовок, предназначенных для штамповки деталей, включающий сборку листовых заготовок в пакет и обработку кромок листовых заготовок путем их фрезеровки в пакете, отличающийся тем, что глубину фрезеровки пакета на 1 м длины обработки выбирают в соответствии с эмпирической зависимостью: y=0,58·e0,06·N·t+0,014·N, где N - количество ходов режущего инструмента, тыс. ходов, t - толщина листа, мм, при этом при сборке в пакет листовые заготовки выравнивают посредством механической вибрации, а перед фрезеровкой обрабатываемые кромки предварительно охлаждают путем криогенной обработки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что листовые заготовки получают сваркой листов разной толщины, а при их сборке в пакет каждую вторую заготовку переворачивают и собирают перепадом толщин навстречу предыдущей заготовке.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что перепад толщин заготовок в пакете компенсируют путем установки, по меньшей мере, одной прокладки толщиной, равной разнице толщин листов, составляющих эту заготовку.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу изготовления из разнородных материалов высокопрочной тонкостенной сварной конструкции, работающей под давлением, состоящей из обечайки со сферическим дном и горловины.

Изобретение относится к способу и устройству формирования конца сварочного электрода (13) с комбинацией материал / диаметр для процесса заправки в направляющий канал (12).

Изобретение относится к сварке металлических деталей, в частности, в самолетостроении и особенно при изготовлении газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к области сварки, а именно к способам изготовления высокопрочных тонкостенных осесимметричных стальных оболочковых корпусов ответственного назначения, и может быть использовано при сварке конструкций в виде сосудов, работающих под высоким давлением.

Изобретение относится к способу сварки материалов высокоэнергетическими источниками излучения, например лазерным, плазменным или электроннолучевым, и может быть использован для сварки изделий из тонколистовых и разнородных материалов различного назначения в химической, электронной и радиотехнической промышленности.

Изобретение относится к автоматической сварке конструкций из толстостенных крупногабаритных деталей с разделкой кромок и может быть использовано в различных отраслях техники, в частности в области энергетического машиностроения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сварке металлических деталей, собираемых в любом пространственном положении. .

Изобретение относится к технологии сварки конструкций из титановых сплавов, в частности к подготовке поверхности заготовок перед сваркой, и может использовано в машиностроительной и авиакосмической промышленности.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке сварных соединений в судостроении, авиации, химическом машиностроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при зачистке электродов для точечной сварки. Устройство для зачистки по меньшей мере одного электрода для точечной сварки содержит фрезерную головку и направляющее устройство, выполненное с возможностью направления фрезерной головки относительно по меньшей мере одного электрода для точечной сварки.

Изобретение относится к оборудованию для механической обработки кромок, в частности уголков на заготовках, предпочтительно, в виде панели, выполненных из дерева, древесных материалов, пластмассы или тому подобного.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станках для снятия скосов при снятии скосов на поверхностях под сварной шов, в частности на металлических листовых материалах и трубах.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станках для снятия скосов при обработке поверхности под сварной шов, выполненных с возможностью регулирования глубины резки скосов посредством операции в одно касание.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для удаления с поверхности металлов шлака, продуктов коррозии, прокатной окалины, заусенцев и для резания металлов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для снятия заусенцев, округления кромок и обработки плоскостей на фрезерных, многопозиционных и многооперационных станках.

Изобретение относится к области обработки кромок, плит или панелей из вспененных материалов, например пенополистирола, в том числе фасонных кромок. .

Изобретение относится к области механической обработки, фрезерованию. .

Изобретения относятся к обработке кожуха газотурбинного двигателя летательного аппарата. Способ обработки включает установку кожуха на раме, приведение во вращение по оси кожуха рамы со скоростью фрезерования, фрезерование выходной кромки и/или входной кромки кожуха посредством фрезерного устройства с возможностью корректирования аксиальной длины кожуха и удаление заусенцев с упомянутой кромки кожуха так, чтобы убрать по меньшей мере один заусенец, образованный вблизи упомянутой кромки после этапа фрезерования. Фрезерное устройство содержит шаберный инструмент, который механически обрабатывает заусенец путем точения при вращении кожуха со скоростью вращения при фрезеровании. Обеспечивается обработка кожуха посредством использования одного устройства без извлечения кожуха, сокращается время обработки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх