Способ штамповки листовых материалов и устройство для его осуществления

(72) Габриель де Сме (ЕЯ)(54) СПОСОБ ШТАМПОВКИ ЛИСТОВЫХМАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: для изготовления деталей сложной Формы, которая не может бытьразвернута из материалов с малой способностью к деформации и малой толщины,Сущность изобретения: способ штамповкилистовых материалов, в частности листовметалла, реализуется на прессе с помощьюподушки из упругого материала, Формируемая листовая заготовка располагается наосновании, периферийная часть которогообразует нижний зажим заготовки, а центральная часть образует матрицу. Под воздействием наружного полэуна напериферийную. часть листовой заготовкивоздействует верхний зажим заготовки и отие относится к обработке меием и касается способа и устя штамповки листовых частности, очень тонких лисок большого размера, приме- мобильной промышленности Иэобрете таллов давлен ройства дл материалов, в товых эаготов няемых в автос пуансономом,дание нового е сохраняють подушки из вают получегОсудАРстВЕннОе пАтентнВЕДОМСТВО СССР1 ГОСПАТЕНТ СССР) гибает ее локальные участки. Затем под воздействием внутреннего ползуна действует пуансон. В процессе первого этапа на листовую заготовку воздействуют упругой подушкой для выполнения предварительной формовки укаэанной заготовки, чтобы придать ей поверхность, равную поверхности окончательно получаемой детали. Затем в ходе второго этапа продолжают опускание упругой подушки и одновременно перемещают всю или часть матрицы для выполнения окончательного формирования детали с ее доводкой. Устройство предназначено для штамповки на прессах двойного действия.Имеет нижний и верхний зажимы заготовки, упругую подушку, соединенную с пуансоном, Магрица имеет вертикально подвижную часть в виде сердечника или .периферийной кольцевой части. Вся матрица может быть установлена с возможностью вертикального смещения. Имеется регули-ровочный узел перемещения, средства регулирования усилия сжатия верхнего зажима и средство поглощения излишнего объема упругой подушки с вариантами его размещения около упругой подушки, которая вы- Я полнена из деформируемого несжимаемого материала. 2 с, и 9 з,п. ф-лы. 13 ил,азу или имеющих сложную форму деформируемым под плунжерЦель изобретения - соз способа и устройства, которы эффективность и долговечност упругого материала, обеспечи1829978 27 26 2 Составитель О.МатвееваТехред М,Моргентал Корректор Н, Ревска Реда Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 2485 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5ние штампованных деталей средней глуби- этапов формирования детали; на фиг. 11 - ны, но большой поверхности, таких как ав- вид в сечении варианта устройства для томобильные детали, центральная часть штамповки с подвижной матрицей и средст-которых практически никогда не имеет вами регулирования усилия сжатия верхне- форм вращения, но имеет сложные, не раз го зажима в процессе удержания заготовки; ворачиваемые формы; не имеют проблемы на фиг. 12 - вид в сечении варианта устрой- отсасывания, ства штамповки со средством поглощенияДля устранения перечисленных недо- излишнегообьемаупругойподушки;нафиг. статков в описываемом способе в процесс 13 - диаграмма, показывающая цикл устдоводки детали одновременно перемещают 10 ройства в процессе предварительной форчасть или всю матрицу, а также в процессе мовки и окончательного формирования удержания заготовки осуществляют изгиб детали,кромки заготовки в локальных зонах по- Устройство для реализации способа средством верхнего зажима. штамповки, показанное на фиг, 1 имеет осВ устройстве для штамповки листовых 15 нование 1, центральная часть которого соматериалов матрица имеет вертикально по- ставляет полость для матрицы 2, движную часть, а само устройство снабжено выполненной, в случае необходимости, из регулировочным узлом перемещения, взаи- материала основания 1 и которая имеет в модействующим с упомянутой частью мат- верхней части рабочий профиль, соответстрицы при доводке детали. 20 вующий профилю окончательно получаемойМатрица может быть выполнена в виде детали.кольцевой периферийной части и сердечни- Основание 1 имеет периферийную ка, имеющих на торцах, обращенных к упру- . часть, образующую нижний зажим заготовгой подушке; рабочий профиль, при этом, ки 3, расположенный на верхнем уровне расердечник установлен в отверстии кольце бочего профиля матрицы 2, и верхнюю аой части с возможностью вертикального часть, образующую зону 4 для изгиба углов перемещения. края листовой заготовки 5.Матрица может быть выполнена в виде Кроме того, матрица 2 имеет полость 6, кольцевой периферийной части и сердечни- в которую проникает сердечник 7, скользяка, имеющих наторцах,обращенных к упру щий в последней, верхняя поверхность когой подушке, рабочий профиль, при этом, торого дополняет рабочий профиль кольцевая периферийная часть установлена матрицы 3 для получения профиля конечной с возможностью вертикального перемеще- детали.ния относительно сердечника, По первому варианту реализации, покаВся матрица может быть установлена с 35 занному на фиг; 1, сердечник 7 подвижен и возможностью вертикального перемеще- взаимодействует с регулировочным узлом ния. перемещения 8, который может состоять,. Упругая подушка устройства имеет по- например, из многопластинчатого тормоза, стоянный обьем и выполнена издеформиру- пружины или гидравлйческого цилиндра, емого несжимаемого материала, 40 или любой другой соответствующей систеУстройство снабжено средствами регу- мы.лирования усилия сжатия верхнего зажима Над основанием 1 устройство для штамв процессе удержания заготовки, а также повки имеет корпус 9, нижняя часть которо- средством поглощения излишнего обьема го составляет верхний периферийный упругой подушки, которое может быть рас зажим заготовки 10.положено в пуансоне или со стороны боко- Верхний периферийный зажим заготоввой поверхности упругой подушки. ки 10 имеет внешние размеры меньше, чемНа фиг. 1 дан вид в перспективе, пока- размеры основания 1 для того, чтобы дозывающий различные элементы, составляю- стичь нижнего зажима заготовки 3, щие устройство для штамповки; на фиг.2 - 50 Корпус 9 имеет полость 11, в которую схематичный вид в перспективе матрицы, проникает пуансон 12, Пуансон 12 имеет показывающий размещение листовой заго- подушку 13 из упругого материала, а на вертовки на этой матрице перед штамповкой; хней части - плиту 14. Кроме того, корпус 9 на фиг, 3-6 - схематический вид в сечении снабжен по периферии двумя фланцами 15 А-Афиг.1 впроцессепоследовательныхэта и 16, расположенйыми друг над другом.пов формирования детали; на фиг. 7 - вид в Первый фланец 15 поддерживает гидперспективе варианта устройства для штам- равлические цилиндры 17, каждый шток коповки с подвижным сердечником матрицы; торых проходит второй фланец 16 через на фиг. 8-10 - схематический вид сечения отверстия 18 и взаимодействует с плитой 14 Б-Б фиг, 7 в процессе последовательных пуансона 12 для образования системы егоподъема в конце этапа окончательной формовки и, в случае необходимости, регулирования давления верхнего зажима заготовки 10,Листовая заготовка 19 имеет в локальных зонах вырезы, формирующие уголки 5, которые (когда заготовка установлена на верхней поверхности основания 1) покоятся на определенных зонах 4 изгиба, как это показано на фиг. 2. Изгиб края выполняется на ограниченных зонах периферийного края листовой заготовки, соответствующих зонам 4 верхней части основания 1.Способ штамповки листовой заготовки 19 реализуется следующим образом,Листовую заготовку 19 устанавливают на верхнюю поверхность основания 1 углами 5 на зонах 4 (фиг, 3). Сердечник 7 выступает над рабочим профилем матрицы 2, а регулировочный узел перемещения 8 запирается соответствующим устройством (нэ чертеже не показано),В первый момент наружный ползун 20 пресса (фиг, 4) удерживаемый посредством фланца 16 корпуса 9, опускается постепенно так, что верхний зажим фланца 10 вызывает в зонах, где листовая заготовка 19 опирается на зоны 4 изгиб края листовой заготовки,В процессе первого этапа локальныезоны периферийной части листовой заготовки 19 удерживаются между зонами 4 и верхним зажимом заготовки 10 с целью реализации в этих зонах изгиба края листовой заготовки, обеспечивал таким образом удержание металла, который подвергается формовке.Затем, внутренний ползун 2 1 пресса контактирует с плитой 14 пуансона 12 и вызывает опускание упругой подушки 13; рабочая поверхность которой входит в контакт с листовой заготовкой 19.В ходе этого опускания (сердечник 7 находится в выдвинутом положении - фиг.5) упругая подушка 13 сжимается и под воздействием этого сжатия вызывает деформацию листовой заготовки 19 так, чтобы реализовать предварительную формовку указанной заготовки и придать ей поверхность, равную поверхности окончательно получаемой детали. 55 На фиг. 6 показан этап окончательной формовки детали. Внутренний ползун 21 опускается в свое нижнее положение и вызывает посредством упругой подушки 18 окончательную формовку детали, формируемой предварительно в ходе первого участка опускания.Одновременно с опусканием внутреннего ползуна 21 и пуансона 12 регулировоч 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ный узел перемещения 9 отпирается и сердечник 7 высвобождается,Напряжения сжатия, обусловленные опорой листовой заготовки 19 на матрицу 2 упругой подушкой 13, трансформируют воздействием упругой подушки 13 в напряжения растяжения, действующие на всю поверхность листовой заготовки 19 и вызывает перемещение этой заготовки во всем располагаемом объеме,По мере опускания упругой подушки 13 в процессе этапов предварительной и окончательной формовки края листовой заготовки 19 удерживаются, проскальзывая между нижним зажимом заготовки 3 и верхним зажимом заготовки 10, а высота изгибаемых краев заготовки в локализованных зонах 4 умен ьшается.С другой стороны, в ходе этих этапов плита 14 пуансона 12 сжимает гидравлические цилиндры 17. что приводит к регулированию усилия верхнего зажима заготовки 10, действующего на периферийный край листовой заготовки 19.Этап высвобождения сформированной детали выполняется, прежде всего, подъемом внутреннего ползуна 21, что высвобождает пуансон 12. Под воздействием гидравлических цилиндров 17 пуансон 12 поднимается, увлекая упругую подушку 13, Отрыв упругой подушки 13 от сформированной детали выполняется от периферии к центру, так что воздух проникает между деталью и внешней поверхностью упругой подушки 13, предотвращая таким образом эффект усадки,Затем, наружный ползун 20 поднимается и увлекает корпус 9, высвобождая окончательно сформированную деталь, которая может иметь такую форму, как показано на фиг, 1.По варианту, показанному на фиг. 7 - 10, основание 1, несущее матрицу 2, подвижно в вертикальном направлении и покоится на опорной плите 22, которая взаимодействует с регулировочным узлом перемещения 8, состоягцим, напримЕр, из многопластинчатого тормоза, пружины или любой другой соответствующей системы. Как и в предыдущем варианте матрица 2 имеет полость 6, в которую проникает сердечник 7, верхняя поверхность которого дополняет рабочий профиль матрицы 2 для получения окончательной детали. В этом варианте сердечник 7 неподвижен,Опускание и регулирование усилия корпуса 9 под воздействием наружного полэуна20 выполняется посредством пружин 23, направляемых колоннами 24, 18299785 10 20 25 30 35 40 50 Операция изгиба периферийного края листовой заготовки 19 в локализованных эо. нах (фиг, 3) и предварительной формовки указанной заготовки (фиг, 9) выполняется идентичным образом с предыдущим вариантом путем последовательных опусканий верхнего зажима заготовки 10 и пуансона 12, причем регулиравочный узел размещеия 8 заперт,, Одновременно с операцией окончательной формовки(фиг, 10) регулировочный узел перемещения 8 отпирается, высвобождая матрицу 2 в процессе этой операции,По другому варианту, показанному на фиг, 11, основание 1 неподвижно, а комплекс матрицы 2 подвижен в вертикальном направлении, Матрица 2 взаимодействует с регулировочным узлом перемещения 8,По варианту, показанному на фиг. 12, устройство для штамповки имеет средства поглощения излишнего обьема упругой подушки 13 по отношению к объему, определяемому поверхностью окончательно получаемой детали, Действительно, в ходе этапа предварительной формовки опускание упругой подушки 13 деформирует центральную часть листовой заготовки 19, сообщая ей в конце этапа предварительной формовки поверхность, равную поверхности получаемой окончательной детали. Продолжение опускания упругой подушки 13 для окончательного формирования листовой заготовки 19 приводит к подьему давления в ней, и в зависимости от реализуемой детали в случае необходимости к разнице обьемов указанной подушки между этапом предварительной формовки и этапом окончательного формирования.Для этого пуансон 12 (фиг. 12) имеет верхний участок 25 и нижний участок 26, между которыми вставлены пружины 27 или любая другая эквивалентная система, Зти пружины 27 сжимаются выше некоторого давления для поглощения избыточного объема упругой подушки 13.Средства поглощения избыточного объема упругой подушки могут располагаться вблизи указанной подушки, например, в боковых стенках корпуса 9. На диаграмме фиг. 13 кривая 1 представляет собой цикл наружного ползуна 20, к кривая Н показывает цикл внутреннего ползуна 21, Ход наружного ползуна 20 выполняется на расстоянии А, а ход внутреннего ползуна 21 - на расстоянии В,На этой диаграмме обнаруживается для каждого цикла в С - изгиб края листовой заготовки в локальных зонах, в О - удержание листовой заготовки, в Е - операция предварительной формовки и в.Г - операция окончательной формовки детали,Комбинация изгиба края в локальных зонах и применение упругой подушки обеспечивает получение деталей сложной формы, которая не может быть развернута, с листами малой способности к деформации и малой толщины,Упругая подушка имеет постоянный обьем и может быть выполнена иэ деформируемого и несжимаемого материала, размещаемого в случае необходимости в оболочке, (тот материал может быть эластомером или любым другим продуктом, отвечающим этим условиям) Способ по изобретению может бы 1 ь использован с тонкими пластинами, в частности, из пластмассы,Формула изобретения 1, Способ штамповки листовых материалов, в частности, листового металла, на пресс с помощью упругой подушки путем размещения заготовки на основании, периферийная часть которого образует нижний зажим, а центральная - матрицу, удержания заготовки между верхним и нижним зажимами, предварительной формовки с получением заготовки с площадью поверхности, равной площади поверхности готовой детали, путем прижатия упругой подушки к заготовке и окончательной формовки с доводкой детали, осуществляемой в процессе опускания упругой подушки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в процессе доводки детали одновременно перемещают часть или всю матрицу,2, Сособ по и. 1, о тл и ч а ю щи й с я тем, что в процессе удержания заготовки осуществляют изгиб кромки заготовки в локальньх зонах посредством верхнего зажима.3, Устройство для штамповки листовых материалов, в частности, листового металла, содержащее основание, периферийная часть которого образует нижний зажим, а центральная - матрицу с рабочим .профилем, средство предварительной штамповки заготовки в виде верхнего зажима, закрепленного на наружном ползуне, средство формовки детали в виде упругой подушки, жестко прикрепленной к пуансону, смонтированному на внутреннем вертикально подвижном ползуне, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что матрица имеет вертикально подвижную часть, а устройство снабжено регулировочным узлом перемещения, взаимодействующим с упомянутой частью матрицы придоводке детали. 4, Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что матрица выполнена в виде коль 1829978 10цевой периферийной части и сердечника, имеющих на торцах, обращенных к упругой подушке, рабочий профиль, при этом сердечник установлен в отверстии кольцевой части с воэможностью вертикального перемещения.5, Устройство по п.3, отл и ч а ю щеес я тем, что матрица выполнена в виде кольцевой периферийной части и сердечника, имеющих на торцах, обращенных к упругой подушке, рабочий профиль; при этом кольцевая периферийная часть установлена с возможностью вертикального перемещения относительно сердечника,6. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что матрица установлена с возможностью вертикального перемещения,7, Устройство по п,3, отл и ч а ю щ е ес я тем, что упругая подушка имеет постоянный обьем и выполнена из деформируемого несжимаемого материала,8. Устройство по и, 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено средствами регулирования усилия сжатия верхнего зажима в процессе удержания заготовки.9. Устройство по и, 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено средством поглощения излишнего объема упругой подушки.10, Устройство по и. 9, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство поглощения излишнего объема упругой подушки расположено в 15 пуансоне.11. Устройство по и. 9, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство поглощения излишнего объема упругой подушки расположено со стороны ее боковой поверхности,