RU2118220C1 - Thick-leaved blank manufacture method - Google Patents

Abstract

FIELD: plastic working of metals. SUBSTANCE: method involves forming blank contours in two stages, with basic material effectively cut; at the first stage, separating blank from basic material along preliminarily made contour; at the second stage, shifting separate portions of obtained contour by local reducing of material thickness in adjoining zones to form final contour of billet. EFFECT: wider operational capabilities, reduced loss of basic material and weight of blank. 5 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для приготовления толстостенных деталей в различных отраслях промышленности. The invention relates to the field of metal forming and can be used for the preparation of thick-walled parts in various industries.

Известен способ изготовления заготовки из листового материала посредством ее отрезки от листа или ленты (см., например, книгу М.Е. Зубцова "Листовая штамповка". - Л.: Машиностроение, 1967, с.122, рис. 49,б и 49,г). Недостатками способа являются ограниченность применения заготовок упрощенной формы, а также низкая эффективность использования металла, обусловленная значительной разницей форм получаемой при этом заготовки и развертки готовой детали. A known method of manufacturing a workpiece from sheet material by means of its cuts from a sheet or tape (see, for example, the book of M.E. Zubtsov "Sheet stamping." - L .: Engineering, 1967, p. 122, Fig. 49, b and 49 , g). The disadvantages of the method are the limited use of preforms of a simplified form, as well as the low efficiency of metal use, due to the significant difference in the shapes of the resulting workpiece and reamer of the finished part.

Известен также способ изготовления толстолистовой заготовки, включающий размещение ее очертаний в плоскости исходного металла (листа, полосы, ленты) и последующее формирование контура заготовки вырубкой, лазерной резкой или другим методом (см. , например, книгу А. Н. Малова "Технология холодной штамповки". - М.: Машиностроение, 1969, с.69, рис. 25,а). Недостатком способа является относительно низкая эффективность использования листового металла, обусловленная:
- невозможностью обеспечения экономического раскроя из-за наличия конструктивно необходимых, определяющих габариты (в т.ч. выступающих) элементов контура деталей, не позволяющих более экономичным образом расположить в исходном материале контур их развернутых заготовок без существенных потерь металла;
- вынужденным (в условиях реальных производственных возможностей) использованием, для конкретных изготавливаемых деталей, не оптимальных по ширине полос или рулонов металла;
- увеличенным весом заготовок ввиду традиционного проектирования и изготовления деталей одинаковой по всей поверхности толщины, несмотря на то, что, исходя из конструктивных потребностей с точки зрения прочности или работоспособности конструкции такая увеличенная толщина требуется лишь в отдельных зонах деталей.There is also a known method of manufacturing a plate billets, including placing its outlines in the plane of the source metal (sheet, strip, tape) and the subsequent formation of the contour of the billet by cutting, laser cutting or another method (see, for example, A. N. Malov’s book "Cold stamping technology ". - M.: Mechanical Engineering, 1969, p.69, Fig. 25, a). The disadvantage of this method is the relatively low efficiency of use of sheet metal, due to:
- the impossibility of ensuring economic cutting due to the presence of structurally necessary, defining dimensions (including protruding) elements of the contour of parts that do not allow a more economical way to arrange the contour of their unfolded workpieces in the source material without significant metal loss;
- forced (in the conditions of real production capabilities) use, for specific manufactured parts, not optimal in the width of strips or rolls of metal;
- increased weight of the blanks due to the traditional design and manufacture of parts of the same thickness across the entire surface, despite the fact that, based on structural needs in terms of strength or operability of the structure, such increased thickness is required only in certain areas of the parts.

Цель изобретения - экономия листового металла за счет снижения потерь при раскрое и уменьшение веса заготовки. The purpose of the invention is to save sheet metal by reducing losses during cutting and reducing the weight of the workpiece.

В соответствии с изобретением поставленная цель достигается тем, что контур толстолистовой заготовки формируют в два приема: сначала от исходного листа или рулона вырубкой, лазерной резкой или другим методом отделяют заготовку по предварительному контуру, а затем смещают отдельные участки этого контура с получением окончательной формы заготовки за счет местного уменьшения толщины металла в прилегающих к наружному контуру зонах, не позволяющих наиболее экономичным способом вписать очертания вырубаемых заготовок в имеющиеся или уменьшенные габариты исходного материала. In accordance with the invention, the goal is achieved in that the plate blank is formed in two steps: first, the blank is separated from the original sheet or roll by cutting, laser cutting, or by another method along the preliminary contour, and then individual sections of this contour are shifted to obtain the final shape of the blank due to local reduction in metal thickness in areas adjacent to the outer contour that do not allow the most economical way to enter the shape of the cut blanks into existing or The original dimensions of the source material.

Кроме того, отделение предварительно вырубаемых контура упрощает и конфигурацию рабочих частей, т.е. снижает затраты на изготовление и ремонт штампа. In addition, the separation of the pre-cut contour simplifies the configuration of the working parts, i.e. reduces the cost of manufacturing and repairing the stamp.

Этап окончательного формирования контура заготовки за счет местного перераспределения объема металла следует совмещать с другой технологической операцией (например, выдавливанием рельефов для сварки, вырезкой пазов, пробивкой отверстий и т.д.), что исключает повышение трудоемкости изготовления деталей с использованием предлагаемого способа. The stage of the final formation of the workpiece contour due to local redistribution of the metal volume should be combined with another technological operation (for example, extruding reliefs for welding, cutting grooves, punching holes, etc.), which eliminates the increase in the complexity of manufacturing parts using the proposed method.

Способ поясняется следующими чертежами: на фиг. 1 показан раскрой исходной полосы для получения заготовки толстолистовой детали "Диск колеса"; на фиг. 2 показано сечение А-А толстолистовой заготовки "Диск колеса" в местах, прилегающих к краю полосы, в зонах уплотнения; на фиг. 3 показан раскрой исходной полосы для вырубки по контуру заготовки толстолистовой детали типа "Пластина тормоза" с определяющим шаг раскроя выступом, служащим опорой для установки относительно слабо поджимающей пружины - промежуточный контур; на фиг. 4 показана заготовка той же детали после выполнения операции перемещения металла за счет его местного уплотнения - окончательное положение; на фиг. 5 показано сечение Б-Б в зонах утонения на краю заготовки детали типа "Пластина тормоза". The method is illustrated by the following drawings: in FIG. 1 shows a cutting of the original strip to obtain a blank of a plate part "Wheel disk"; in FIG. 2 shows a section A-A of a plate blank "Wheel disk" in places adjacent to the edge of the strip in the sealing areas; in FIG. Figure 3 shows the opening of the initial strip for cutting along the contour of the blank of a plate part of the type "Brake Plate" with a defining cutting step of the protrusion, which serves as a support for installing a relatively weakly pressing spring - an intermediate circuit; in FIG. 4 shows the workpiece of the same part after the operation of moving the metal due to its local compaction — final position; in FIG. Figure 5 shows a section BB in the thinning zones on the edge of the workpiece of a part of the "Brake plate" type.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Сначала в полосе 1 (фиг. 1 и 3) размещают очертания требуемых толстолистовых заготовок 2, назначая в случае необходимости шаговые m и боковые n перемычки, определяя шаг подачи a и требуемую ширину b полосы 1. First, in the strip 1 (Figs. 1 and 3), the outlines of the required plate blanks 2 are placed, assigning step m and side n jumpers, if necessary, determining the feed pitch a and the required width b of the strip 1.

Затем совместно с конструктором изделия определяют минимально допустимую по условиям прочности или работоспособности толщину детали в прилегающих к контуру заготовки зонах. Then, together with the product designer, the minimum thickness of the part in the zones adjacent to the contour of the workpiece is determined by the conditions of strength or working capacity.

Далее исходя из возможностей пластического течения объемов металла толстолистовой заготовки и соответствующего возможного перемещения "критических" (определяющих эффективность раскроя) выступающих или габаритных элементов контура заготовки, определяют скорректированный, подлежащий предварительной вырубке контур заготовки, отличающийся от окончательного контура на величину Δ, в "критических" местах. Then, proceeding from the possibilities of plastic flow of metal volumes of a plate blank and the corresponding possible movement of “critical” (determining cutting efficiency) protruding or dimensional elements of the blank contour, the adjusted blank contour to be pre-cut, which differs from the final contour by Δ, in “critical” places.

Затем производят оптимальное размещение скорректированных контуров в полосе и определяют величину уменьшенного шага раскроя a1 = a-Δ и соответствующую ширину полосы b1 = b-Δ, , что обеспечивает реальное уменьшение металла,необходимого для получения изделия. Then make the optimal placement of the corrected contours in the strip and determine the value of the reduced cutting step a1 = a-Δ and the corresponding strip width b1 = b-Δ, which provides a real reduction in the metal necessary to obtain the product.

После отрезки от полосы (фиг. 1) или вырубки заготовки по предварительному контуру (фиг. 3) отдельные участки контура за счет местного уменьшения толщины исходного металла, достигаемого осадкой пуансонами специальной формы (фиг. 2 и 4), смещают до положения, соответствующего окончательной форму заготовки. After cutting from the strip (Fig. 1) or cutting the workpiece along the preliminary contour (Fig. 3), individual sections of the contour are displaced to a position corresponding to the final position due to local reduction in the thickness of the starting metal achieved by upsetting by punches of a special shape (Fig. 2 and 4) blank form.

Формы технологического понижения (фиг. 2 или 4), получаемая пуансонами, производящими осадку и перемещение металла в нужном направлении, определяется либо по результатам математического моделирования на ЭВМ течения объема металла с помощью использования прикладных программ, либо экспериментальным путем. The forms of technological reduction (Fig. 2 or 4) obtained by punches producing upsetting and moving the metal in the desired direction are determined either by the results of mathematical modeling on a computer of the flow of metal volume using application programs, or experimentally.

Пример. Example.

Одним из примеров реализации способа является разработанный на ГАЗе малоотходный технологический процесс получения дисков колес 3302-3101016 семейства полуторатонных автомобилей "ГАЗЕЛЬ" так называемой спицевой конструкции - схема раскроя и технологические переходы прилагаются. One example of the implementation of the method is a low-waste technological process developed at GAZ for producing wheel disks 3302-3101016 of a family of one and a half-ton GAZEL cars of the so-called spoke design - a cutting pattern and technological transitions are attached.

Согласно действующему технологическому процессу на автоматическом комплексе АККБ-2040.21 от полосы шириной 450 мм отрезается заготовка с шагом 450 мм, пробивается квадратное фиксационное отверстие, а также прилегающие к центру узкие зоны шести вентиляционных отверстий габаритными размерами приблизительно 20х70 мм. According to the current technological process at the AKKB-2040.21 automatic complex, a workpiece with a step of 450 mm is cut from a strip of 450 mm wide, a square fixation hole is punched, as well as narrow zones of six ventilation holes adjacent to the center with overall dimensions of approximately 20x70 mm.

Далее по транспортной системе заготовка поступает на автоматическую штамповочную линию АЛ-522.91.500 на базе прессов усилием 1000 т.с., где штампуется за пять технологических переходов:
1. Обрезка углов по дугам окружности D-452 мм.Then, through the transport system, the workpiece is fed to the AL-522.91.500 automatic stamping line based on presses with a force of 1000 tp, where it is stamped in five technological transitions:
1. Trimming corners along arcs of a circle D-452 mm.

2. Вытяжка формы детали. 2. Hood shape parts.

3. Пробивка центрального и болтовых отверстий с получением наружных фасок. 3. Punching the central and bolt holes to obtain external chamfers.

4. Окончательная пробивка вентиляционных окон с полными размерами приблизительно 65•70 мм. 4. Final punching of ventilation windows with overall dimensions of approximately 65 • 70 mm.

5. Правка детали с получением внутренних фасок на болтовых и центральном отверстиях. 5. Editing the part to obtain internal chamfers on the bolt and center holes.

Новый технологический процесс предусматривает отрезку от полосы шириной 430 мм, выравненной по центру с шагом 435 мм. The new process involves a segment from a strip of width 430 mm, aligned in the center with a pitch of 435 mm.

Дальнейшая деформация заготовки по краям полосы пуансонами специальной формы, приводящая к увеличению ширины, за счет местного уменьшения толщины, осуществляется на первой операции одновременно с отрезкой. Further deformation of the workpiece at the edges of the strip with punches of a special shape, leading to an increase in width, due to local reduction in thickness, is carried out in the first operation simultaneously with the cut.

Течение металла в радиальном направлении ограничено боковыми упорами, что приводит в результате к получению заготовки со стабильной шириной, равной 435 мм. The metal flow in the radial direction is limited by side stops, which results in a blank with a stable width of 435 mm.

Claims (1)

\ \ \1 Способ изготовления толстолистовой заготовки, включающий формирование контура заготовки с экономичным раскроем исходного материала, отличающийся тем, что формирование контура заготовки включает два этапа, на первом этапе из исходного материала отделяют заготовку по предварительному контуру, на втором этапе смещают отдельные участки полученного контура за счет местного уменьшения толщины материала в прилегающих зонах с образованием окончательного контура заготовки. \ \ \ 1 A method of manufacturing a plate blank, comprising forming a blank contour with an economical cutting of the source material, characterized in that forming the blank contour includes two stages, at the first stage, the blank is separated from the source material by a preliminary contour, at the second stage, individual sections of the obtained contour are shifted due to local reduction in the thickness of the material in adjacent areas with the formation of the final contour of the workpiece.

Images