Способ вытяжки крупногабаритных деталей сложной формы

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к листовой штамповке крупногабаритных деталей сложной формы. Загружают листовую заготовку в штамп, осуществляют прижим фланца заготовки, втягивание центральной части заготовки пуансоном в рабочую полость матрицы с одновременным торможением фланца заготовки перетяжными ребрами и дополнительными ребрами. Перетяжными ребрами, расположенными эквидистантно проему матрицы, создают радиальные растягивающие напряжения, а дополнительными перетяжными ребрами, выходящими за пределы заготовки, создают тангенциальные растягивающие напряжения. При этом дополнительные ребра, обращенные в сторону проема матрицы, выполняют сопряженными с перетяжными ребрами радиусами, равными 3,0-3,5 исходной толщины заготовки с учетом положительного допуска на толщину листа. Повышается точность размеров деталей. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к листовой штамповке, и может быть использовано при вытяжке различных деталей из листовых материалов, преимущественная область применения - штамповка крупногабаритных деталей сложной формы, в том числе кузовных автомобильных, сельхозтехники, бытовой техники и т.п.

Известен способ вытяжки сложной крупногабаритной детали, включающий укладку заготовки, прижим фланца заготовки, втягивание центральной части заготовки пуансоном в рабочую полость матрицы с одновременным торможением фланца заготовки посредством перетяжных ребер, причем центральный участок ребра выполнен эквидистантно контуру рабочей полости матрицы, а напротив угловых участков матрицы перетяжное ребро выполняют из двух участков, первый из которых изогнут в сторону от матрицы, а второй продолжает первый участок и угол между касательной в точке сопряжения центрального участка ребра и касательной в точке пересечения вторым участком ребра контура исходной заготовки не превышает 90° (Способ вытяжки сложной крупногабаритной детали. (Варианты), патент RU №2442672, приоритет от 31.12.2009).

Недостатком известного способа вытяжки является перерасход металла за счет увеличения размеров заготовки и ограниченная область применения только для достаточно простых деталей определенной формы.

Известен штамп для листовой штамповки, содержащий пуансон, матрицу с выемками по периферии ее прижимной поверхности и прижим с тормозными элементами в виде выступов на периферийной рабочей поверхности, имеющими прямоугольную, треугольную или трапецеидальную формы с боковыми сторонами, перпендикулярными прижимным поверхностям матрицы и прижима (Штамп для листовой штамповки, патент RU №1584221, приоритет от 28.12.1988).

Недостатком известного штампа является перерасход металла за счет увеличения размеров заготовки и ограниченная область применения только для достаточно простых деталей определенной формы.

Известен способ изготовления коробчатых деталей, включающий размещение листовой заготовки в штампе, содержащем пуансон и матрицу с перетяжными ребрами, расположенными эквидистантно ее рабочей полости, и дополнительными перетяжными ребрами, расположенными по нормали к ее рабочей полости и заканчивающимися за фланцем листовой заготовки, прижим фланца заготовки перетяжными ребрами матрицы, вытяжку центральной части заготовки пуансоном в рабочую полость матрицы с одновременным торможением фланца заготовки за счет создания радиальных и тангенциальных растягивающих напряжений при вытяжке посредством перетяжных ребер матрицы (Патент RU №1542664, приоритет от 28.10.1987).

Недостатком известного способа является ограниченная область применения для достаточно простых деталей определенной формы.

Технической задачей изобретения является оптимизация процесса вытяжки крупногабаритных деталей сложной формы с повышением точности их размеров, с повышением надежности штамповки и снижением нормы расхода листового материала на деталь.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе вытяжки крупногабаритных деталей сложной формы, включающем укладку заготовки в штамп, прижим фланца заготовки, втягивание центральной части заготовки пуансоном в рабочую полость матрицы с одновременным торможением фланца заготовки посредством перетяжных ребер, создающих растягивающие радиальные напряжения, расположенных эквидистантно проему матрицы, и дополнительных ребер с противоположными участками, заканчивающимися за пределами исходной заготовки, отличающемся тем, что растягивающие тангенциальные напряжения формируют посредством дополнительных перетяжных ребер, расположенных параллельно направлению течения металла фланца заготовки, при этом участки дополнительных ребер, обращенные в сторону проема матрицы, выполнены сопряженными с перетяжными ребрами радиусами, составляющими (3,0-3,5) исходной толщины листовой заготовки с учетом положительного допуска на ее толщину, таким образом обеспечивают растяжение фланца заготовки. Участки дополнительных перетяжных ребер, осуществляющие тангенциальное растяжение фланца заготовки, выполнены высотой, равной (0,7-0,75)h, и шириной, равной (0,8-0,9)b, где h и b соответственно высота и ширина перетяжного ребра, расположенного эквидистантно проему матрицы, таким образом, обеспечивают дифференцированное растяжение фланца заготовки и исключение складкообразования.

По сравнению с вытяжкой деталей известными способами данный способ за счет исключения складкообразования заготовки дает повышение точности вытянутой детали, обеспечивает повышение надежности, уменьшение размеров заготовки и нормы расхода листового материала на деталь.

Сущность нового способа вытяжки характеризуется следующими графическими материалами, представленными на фиг. 1-5.

На фиг. 1 изображен план низа вытяжного штампа, на фиг. 2 - осевой разрез вытяжного штампа в момент прижима заготовки, на фиг. 3 - осевой разрез вытяжного штампа в момент окончания вытяжки, на фиг. 4 - увеличенный вид на матрицу с перетяжными ребрами, на фиг. 5 - увеличенный разрез вытяжного штампа по перетяжным ребрам.

Штамп для вытяжки содержит пуансон 1, матрицу 2 с перетяжными ребрами 4 и 5, прижим 3 с выемками под перетяжные ребра. На чертежах показан предлагаемый штамп на примере вытяжки наружной панели капота автомобиля на прессе двойного действия.

Способ осуществляют следующим образом.

Листовую заготовку 6 загружают на рабочую поверхность матрицы 2, при ходе наружного ползуна пресса вниз (на чертежах не показан) листовую заготовку зажимают между прижимными поверхностями матрицы 2 и прижима 3 и на периферийной части заготовки формуют элементы торможения перетяжными ребрами 4 и 5. Перетяжные ребра могут быть изготовлены как вставными, что позволяет их заменять при ремонте штампа, так и цельными в отливке матрицы (фиг. 5), что упрощает конструкцию и сокращает сроки изготовления штампа. При ходе вниз внутреннего ползуна пресса (на чертежах не показан) пуансон 1 втягивает центральную часть заготовки в рабочую полость матрицы усилием деформирования. В процессе вытяжки торможение фланца заготовки 6 осуществляют усилием прижима 3, закрепленного на наружном ползуне пресса, и перетяжными ребрами 4 и 5.

Центральные перетяжные ребра 4 выполняют замкнутыми или же раздельными, как показано на фиг. 1, они осуществляют торможение фланца заготовки в радиальном направлении, в результате чего величина растягивающих напряжений увеличивается, их располагают вокруг рабочей полости матрицы эквидистантно контуру проема матрицы. Дополнительные перетяжные ребра 5 установлены для дифференцированного растяжения металла на отдельных участках фланца заготовки, вследствие чего предотвращаются потери устойчивости и образование гофров в этих зонах, причем эти ребра, создающие тангенциальные растягивающие напряжения, располагают параллельно направлению течения металла, преимущественно по нормали к контуру проема матрицы. Отрезки дополнительных перетяжных ребер, обращенные в сторону проема матрицы, сопрягают с центральными перетяжными ребрами 4 радиусами R, равными 3,0-3,5 толщины исходной заготовки. Противоположные отрезки ребер заканчиваются за пределами исходной заготовки.

Экспериментально подтверждено, что оптимальный результат получается при тангенциальном растяжении металла заготовки дополнительными перетяжными ребрами 5 высотой h1, равной (0,7-0,75)h, где h - высота перетяжного ребра 4, расположенного эквидистантно проему матрицы 2, и шириной b1, равной (0,8-0,9)b, где b - ширина перетяжного ребра 4, расположенного эквидистантно проему матрицы 2. То есть, высота и ширина дополнительных перетяжных ребер меньше, чем у перетяжного ребра, расположенного эквидистантно проему матрицы 2, конкретные размеры R, h1 и b1 выбирают в зависимости от геометрии штампуемой детали, характеристик материала и условий штамповки.

При смыкании рабочих поверхностей пуансона 1 и матрицы 2 через толщину листа заготовки происходит окончательное формообразование элементов вытянутого полуфабриката 7. Вытянутый полуфабрикат поступает в другие штампы с оформлением окончательной формы детали.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с известными за счет исключения складкообразования заготовки дает повышение точности вытянутой детали, обеспечивает повышение надежности, уменьшение размеров заготовки и нормы расхода листового материала на деталь.

Аналогично предлагаемый способ реализуется при вытяжке крупногабаритных деталей сложной формы на прессах простого действия и на многопозиционных прессах-автоматах.

Наиболее эффективно использование предложенного способа для вытяжки крупногабаритных деталей сложной формы, в первую очередь - деталей кузовов автомобилей.

1. Способ вытяжки крупногабаритной детали сложной формы, включающий укладку заготовки в штамп, прижим фланца заготовки, втягивание центральной части заготовки пуансоном в рабочую полость матрицы с одновременным торможением фланца заготовки посредством расположенных эквидистантно проему матрицы перетяжных ребер, создающих растягивающие радиальные напряжения, и дополнительных ребер, заканчивающихся за пределами исходной заготовки, отличающийся тем, что посредством дополнительных перетяжных ребер, которые располагают параллельно направлению течения металла фланца заготовки, создают растягивающие тангенциальные напряжения, при этом дополнительные перетяжные ребра со стороны проема матрицы выполняют сопряженными с перетяжными ребрами радиусами, составляющими (3,0-3,5) исходной толщины листовой заготовки с учетом положительного допуска на ее толщину.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что растягивающие тангенциальные напряжения создают дополнительными ребрами, выполненными высотой, равной (0,7-0,75)h, и шириной, равной (0,8-0,9)b, где h и b соответственно высота и ширина перетяжного ребра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению горячепрессованной стальной листовой детали, используемой в автомобилестроении. Сталь имеет следующий химический состав, в мас.%: C: от 0,10 до 0,34; Si: от 0,5 до 2,0; Mn: от 1,0 до 3,0; растворимый Al: от 0,001 до 1,0; P: 0,05 или менее; S: 0,01 или менее; N: 0,01 или менее; Ti: от 0 до 0,20; Nb: от 0 до 0,20; V: от 0 до 0,20; Cr: от 0 до 1,0; Mo: от 0 до 1,0; Cu: от 0 до 1,0; Ni: от 0 до 1,0; Ca: от 0 до 0,01; Mg: от 0 до 0,01; REM: от 0 до 0,01; Zr: от 0 до 0,01; B: от 0 до 0,01; Bi: от 0 до 0,01; остальное: Fe и примеси.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при вытяжке крупногабаритных деталей сложной формы. В штампе, содержащем пуансон, матрицу с перетяжными ребрами, прижим с выемками под перетяжные ребра, механизм для удаления отштампованных вытянутых полуфабрикатов из штампа выполнен с продольными рейками за пределами прижимной поверхности прижима и с поперечными рейками, расположенными в пазах, выполненных в выемках прижима под перетяжные ребра.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячештампованной толстолистовой стали, предназначенной для получения штампованных изделий. Сталь содержит, мас.%: С: от 0,15 до 0,5, Si: от 0,2 до 3, Mn: от 0,5 до 3, Р: 0,05 или менее (за исключением 0), S: 0,05 или менее (за исключением 0), Al: от 0,01 до 1, В: от 0,0002 до 0,01, N: от 0,001 до 0,01%, Ti: в количестве, равном или большем чем 3,4[N]+0,01% и равном или меньшем чем 3,4[N]+0,1%, где [N] обозначает содержание (мас.%) N, остальное железо и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячештампованной стали, используемой в автомобилестроении. Сталь содержит, мас.%: С: от 0,030 до 0,150, Si: от 0,010 до 1,00, Mn: от 0,50 до менее 1,50, Р: от 0,001 до 0,060, S: от 0,001 до 0,010, N: от 0,0005 до 0,0100, Al: от 0,010 до 0,050 и необязательно один или несколько из следующих элементов: В: от 0,0005 до 0,0020, Мо: от 0,01 до 0,50, Cr: от 0,01 до 0,50, V: от 0,001 до 0,100, Ti: от 0,001 до 0,100, Nb: от 0,001 до 0,050, Ni: от 0,01 до 1,00, Cu: от 0,01 до 1,00, Са: от 0,0005 до 0,0050 и РЗМ: от 0,0005 до 0,0050, остальное - Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению горячештампованного компонента из стального листа. Лист имеет следующий химический состав, мас.%: от 0,100 до 0,340 углерода, от 0,50 до 2,00 кремния, от 1,00 до 3,00 марганца, 0,050 или менее фосфора, 0,0100 или менее серы, от 0,001 до 1,000 растворимого алюминия, 0,0100 или менее азота, остальное - железо и примеси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению стального элемента посредством горячей штамповки при использовании стального листа. Стальной лист включает, в мас.%, C: от 0,15 до 0,35, Si: от 1,0 до 3,0, Mn: от 1,0 до 3,0, Al: от более чем 0 вплоть до 0,10, Ti: от ([N]×48/14) до 0,10, где [N] означает количество N в стальном листе, B: от 5 млн-1 до 50 млн-1, P: от более чем 0 до менее чем 0,015, S: от более чем 0 вплоть до 0,010 и N: от более чем 0 вплоть до 0,010, остаток является железом и сопутствующими примесями.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячештампованной толстолистовой стали, пригодной для получения штампованного изделия. Сталь содержит, в мас.%: С: от 0,15 до 0,5, Si: от 0,2 до 3, Mn: от 0,5 до 3, Р: 0,05 или менее (за исключением 0), S: 0,05 или менее (за исключением 0), Al: от 0,01 до 1, В: от 0,0002 до 0,01, N: от 0,001 до 0,01, Ti: в количестве, равном или большем чем 3,4[N]+0,01, и равном или меньшем чем 3,4[N]+0,1, где [N] обозначает содержание (мас.%) N, остальное - железо и неизбежные примеси.

Изобретение относится к листовой штамповке для вытяжки полуфабрикатов изогнутых средне- и крупногабаритных кузовных деталей на листоштамповочных прессах простого действия или на многопозиционных прессах-автоматах.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для оценки штампуемости листового металла. Листовую заготовку из испытуемого металла в форме пластины с предварительно нанесенной координатной сеткой устанавливают на матрицу, имеющую эллипсную в плане рабочую полость, нагружают до разрушения универсальным эластичным пуансоном с полусферической формующей поверхностью и по координатной сетке определяют предельную интенсивность логарифмических деформаций, накопленную к моменту разрушения.

Изобретение относится к прессовому оборудованию. Пресс для глубокой вытяжки полых листовых деталей содержит станину и траверсу, соединенные колоннами.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению горячепрессованной стальной листовой детали, используемой в автомобилестроении. Сталь имеет следующий химический состав, мас.%: C: от 0,10 до 0,34; Si: от 0,5 до 2,0; Mn: от 1,0 до 3,0; растворимый Al: от 0,001 до 1,0; P: 0,05 или менее; S: 0,01 или менее; N: 0,01 или менее; Ti: от 0 до 0,20; Nb: от 0 до 0,20; V: от 0 до 0,20; Cr: от 0 до 1,0; Mo: от 0 до 1,0; Cu: от 0 до 1,0; Ni: от 0 до 1,0; Ca: от 0 до 0,01; Mg: от 0 до 0,01; REM: от 0 до 0,01; Zr: от 0 до 0,01; B: от 0 до 0,01; Bi: от 0 до 0,01; остальное: Fe и примеси. Доля площади феррита в структуре стали на участке поверхностного слоя, протяженном от поверхности до глубины 15 мкм, является равной или меньшей, чем 1,20-кратная величина доли площади феррита на участке внутреннего слоя, который представляет собой область за исключением упомянутого участка поверхностного слоя. Участок внутреннего слоя имеет структуру стали, в % площади: феррит: от 10 до 70 и мартенсит: от 30 до 90, а суммарная площадь феррита и мартенсита составляет от 90 до 100. На участке внутреннего слоя концентрация Mn в мартенсите является равной или большей, чем 1,20-кратная величина концентрации Mn в феррите. Получаемые детали имеют предел прочности при растяжении 980 МПа или более, высокие пластичность и ударную вязкость. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способу вытяжки деталей полусферической формы из труднодеформируемого титанового сплава ВТ6-С. Осуществляют предварительное утонение плоской исходной заготовки протачиванием, нагрев заготовки и ее установку в нагретую матрицу штампа и формообразование коническим прижимом в чашку с образованием равнотолщинного фланца и вытяжку полученной чашки холодным пуансоном в нагретой матрице в деталь полусферической формы в штампе с разными зазорами между коническим прижимом и матрицей и матрицей и пуансоном. При этом предварительное утонение исходной заготовки осуществляют до определенной толщины в зоне образующегося при формообразовании коническим прижимом фланца. Обеспечивают минимальное утонение донной части полусферы. 2 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способу штамповки деталей полусферической формы из труднодеформируемых титановых сплавов. Предварительную вытяжку заготовки из листа в коническую чашку выполняют с применением конусного прижима. Проводят разупрочняющий отжиг заготовки, завершающую вытяжку заготовки в одном штампе. Формообразование плоских листовых заготовок при разных толщинах в коническую чашку выполняют в матрице с нагревом и определенным углом конусности матрицы и прижима. Уменьшается утонение в процессе и повышается качество деталей. 2 ил.

Группа изобретений относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деталей типа гильз вытяжкой с утонением. Полую заготовку проталкивают через две или более матриц, расположенных одна над другой соосно с пуансоном, с последовательным уменьшением толщины стенки. При этом обеспечивают многократную интенсивную пластическую деформацию с периодически изменяющимся по периметру коэффициентом и получением переменной по периметру толщины стенки с формованием на наружной поверхности полой заготовки вдоль образующей выступов и впадин. Последующее протягивание заготовки через вторую матрицу осуществляют также с переменным по периметру зазором между пуансоном и матрицей с утонением стенки только на участках заготовки, имеющих выступы, а на заключительном этапе осуществляют формоизменение стенки в матрице с равномерным зазором между инструментом, равным толщине стенки готовой оболочки. При этом используют матрицы с контуром рабочего отверстия, выполненным с периодически меняющимся профилем, а рабочий контур последней матрицы образует с пуансоном равномерный по периметру зазор, равный толщине стенки готовой оболочки. Уменьшается коэффициент утонения и обеспечивается мелкозернистая структура. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при формовании горячим прессованием тонкого стального листа. Осуществляют охлаждение тонкого стального листа посредством подачи хладагента к эжекционному отверстию, сообщающемуся от подающего канала внутри нижней формы. При этом осуществляют предварительное охлаждение, при котором подавляется величина выброса за единицу времени хладагента из эжекционного отверстии. После этого осуществляют основное охлаждение посредством увеличения величины выброса за единицу времени. Обеспечивается однородность охлаждения тонкого стального листа и снижается деформация формы. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения прочности на растяжение и ударной вязкости при низких температурах горячештампованная деталь имеет химический состав, мас.%: С 0,120-0,400, Si 0,005-2,000, Mn, или Cr, или оба из них: в совокупности 1,00-3,00, Al 0,005-0,100, B 0,0003-0,0020, P не более 0,030, S не более 0,0100, О не более 0,0070, N не более 0,0070, Ti 0-0,100, Nb 0-0,100, V 0-0,100, Ni 0%-2,00, Cu 0-2,00, Mo 0-0,50, Ca, или редкоземельный металл (REM), или оба из них: в совокупности 0-0,0300, Fe и примеси - остальное и структуру, представленную: долей участков мартенсита, или бейнита, или обоих из них: в совокупности не менее 95%, коэффициентом покрытия границы бывших аустенитных зерен карбидами на основе железа: не более 80%, и численной плотностью карбидов на основе железа в бывших аустенитных зернах: не менее 45/мкм2. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 табл.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к листовой штамповке крупногабаритных деталей сложной формы. Загружают листовую заготовку в штамп, осуществляют прижим фланца заготовки, втягивание центральной части заготовки пуансоном в рабочую полость матрицы с одновременным торможением фланца заготовки перетяжными ребрами и дополнительными ребрами. Перетяжными ребрами, расположенными эквидистантно проему матрицы, создают радиальные растягивающие напряжения, а дополнительными перетяжными ребрами, выходящими за пределы заготовки, создают тангенциальные растягивающие напряжения. При этом дополнительные ребра, обращенные в сторону проема матрицы, выполняют сопряженными с перетяжными ребрами радиусами, равными 3,0-3,5 исходной толщины заготовки с учетом положительного допуска на толщину листа. Повышается точность размеров деталей. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх