RU2149728C1 - Method for drawing different-thickness welded sheet blank and die set for performing the same - Google Patents

Abstract

FIELD: cold sheet forming, possibly making parts of motor vehicle bodies. SUBSTANCE: method comprises steps of loading different-thickness sheet blank having stepped portions on one surface into rigid drawing die set including punch, die with seat for holder and holder. Braking constricting ribs are arranged on seat for holder. On face of holder at side of stepped portions of blank polyurethane gasket is fixed. At acting upon blank by pressure effort from side of holder and braking ribs polyurethane gasket provides formation of stepped holding surface engaging with stepped portions of blank. Gasket has thickness consisting 7-10 thickness values of sheet of welded blank with maximum thickness. EFFECT: possibility of drawing different-thickness blank without ruptures and riffles. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области холодной листовой штамповки и может быть использовано для вытяжки деталей из разнотолщинных сварных листовых заготовок. The invention relates to the field of cold sheet stamping and can be used to extract parts from welded sheet blanks of different thicknesses.

Преимущественная область применения - штамповка кузовных деталей, в том числе и автомобильных. The primary area of application is stamping of body parts, including automobile ones.

Известен способ и инструмент листовой вытяжки, заключающийся в загрузке листовой заготовки в жесткий штамп, имеющий матрицу с прижимным зеркалом, прижим и пуансон (В.П.Романовский "Справочник по холодной штамповке", Издательство "Машиностроение", Ленинград, 1971, г., стр. 104, рис. 89). There is a known method and tool for sheet drawing, which consists in loading a sheet blank into a hard stamp having a matrix with a clamping mirror, a clamp and a punch (V.P. Romanovskiy "Handbook of cold stamping", Publishing House "Mechanical Engineering", Leningrad, 1971, p. 104, fig. 89).

Недостатком известного способа является ухудшение качества получаемой заготовки из-за возможности разрывов заготовки и искажения поверхности из-за возникновения гофр и разрывов на сечениях с меньшей толщиной сварной заготовки. The disadvantage of this method is the deterioration of the quality of the resulting workpiece due to the possibility of tearing the workpiece and surface distortion due to the occurrence of corrugations and tearing in sections with a smaller thickness of the welded workpiece.

Известен способ и инструмент листовой вытяжки жестким пуансоном в эластичную матрицу, заключающийся в загрузке заготовки на жесткий прижим и пуансон, формовка происходит эластичной матрицей (В.П.Романовский "Справочник по холодной штамповке", Издательство "Машиностроение", Ленинград, 1971 г., стр. 257, рис. 206). There is a known method and tool for sheet drawing with a rigid punch into an elastic matrix, which consists in loading a workpiece onto a rigid clamp and punch, molding takes place with an elastic matrix (V.P. Romanovskiy "Cold stamping handbook", "Engineering" Publishing House, Leningrad, 1971, p. 257, Fig. 206).

Недостатком известного способа является получение некачественной заготовки из-за разрывов в зоне сварного шва. The disadvantage of this method is to obtain low-quality billets due to gaps in the weld zone.

Известен способ и инструмент листовой вытяжки, при котором осуществляется загрузка сварной листовой заготовки с различными сечением в жесткий штамп, имеющий пуансон, матрицу с прижимным зеркалом и пазами тормозных ребер, прижим и перетяжные ребра со ступенчатой поверхностью, высота ступени отличается на разницу между высотой наибольшего сечения заготовки со следующим и последующим сечением сварной заготовки по всей площади сечения заготовки. Рекламный проспект "HighWeld", N 1, 1994 г., стр. 1 - 9, выставка SAE ' 94, США, фирма "Soudronic". There is a known method and tool for sheet drawing, in which a welded sheet billet with various sections is loaded into a hard stamp having a punch, a matrix with a pressure mirror and grooves of brake ribs, a clamp and tension ribs with a stepped surface, the step height differs by the difference between the height of the largest section billets with the next and subsequent section of the welded billet over the entire cross-sectional area of the workpiece. Brochure "HighWeld", N 1, 1994, pp. 1 - 9, exhibition SAE '94, USA, company "Soudronic".

Недостатком известного способа является трудная наладка и образование гофр на фланцах в значительной зоне сварного шва, что ухудшает прилегание детали при сборке узла кузова и, как следствие, снижение качества сварной точки. The disadvantage of this method is the difficult adjustment and the formation of corrugations on the flanges in a significant area of the weld, which impairs the fit of the part during assembly of the body assembly and, as a result, the quality of the weld point.

Предлагается способ вытяжки разнотолщинной сварной листовой заготовки, имеющей ступени на одной из своих поверхностей и штамп для его реализации, при котором вместо ступенчатого прижима и ступенчатых перетяжных ребер используют полиуретановую прокладку, которую располагают по всей поверхности прижима и поверхности перетяжных ребер, прокладка находится в контакте с втягиваемой разнотолщинной сварной листовой заготовкой со стороны ступеней заготовки, а тормозные перетяжные ребра размещают на зеркале прижима матрицы. A method is proposed for drawing a welded sheet metal of different thicknesses having steps on one of its surfaces and a stamp for its implementation, in which instead of a step clamp and step clamping ribs, a polyurethane gasket is used, which is placed over the entire clamp surface and the surface of the clamping ribs, the gasket is in contact with retractable welded sheet metal of different thickness from the side of the workpiece steps, and brake tails are placed on the matrix of the clamp matrix.

Новым в изобретении является расширение технологических возможностей за счет использования полиуретановой прокладки, деформационно-жесткостные характеристики полиуратеновой прокладки позволяют штамповку разнотолщинной сварной листовой заготовки без ступенчатого прижима и ступенчатого перетяжного ребра, так как эта разнотолщинность сварной листовой заготовки, то есть зазор между прижимом и ступенчатой заготовкой, устраняется за счет полиуретановой прокладки при определенных деформациях, без значительных колебаний усилия по всей поверхности заготовки, и, как следствие, ликвидируется образование гофр. New in the invention is the expansion of technological capabilities through the use of a polyurethane gasket, the deformation-stiffness characteristics of the polyurethane gasket allow stamping of a different thickness welded sheet stock without a step clamp and a step tension rib, since this difference in thickness of the welded sheet stock, that is, the gap between the clamp and the step eliminated by polyurethane gaskets under certain deformations, without significant fluctuations in effort for all the surface of the workpiece, and as a result, the formation of the corrugation is eliminated.

Такой способ вытяжки дает значительную экономию металла, обеспечивает чистоту поверхности вытягиваемого изделия, повышение прочности сварных узлов. This method of drawing gives significant savings in metal, provides a clean surface of the drawn product, increasing the strength of welded units.

Сущность изобретения поясняется тем, что в способе вытяжки разнотолщинной сварной листовой заготовки, имеющей ступени на одной из своих поверхностей, при котором заготовку загружают в жесткий вытяжной штамп, содержащий прижим со ступенчатой поверхностью, матрицу с зеркалом прижима и тормозные перетяжные ребра и воздействие на заготовку усилием прижима со стороны ступенчатой поверхности прижима и поверхности перетяжных ребер, согласно изобретению ступенчатую поверхность прижима образуют с помощью полиуретановой прокладки, которую располагают по всей поверхности прижима в контакте с вытягиваемой заготовкой со стороны ее ступеней, тормозные перетяжные ребра размещают на зеркале прижима матрицы, а в штампе для вытяжки разнотолщинной сварной листовой заготовки, имеющем ступени на одной из своих поверхностей, содержащем пуансон, матрицу с зеркалом прижима, прижим и тормозные перетяжные ребра, полиуретановая прокладка закреплена на поверхности прижима со стороны ступеней заготовки, а тормозные перетяжные ребра установлены на зеркале прижима матрицы. The invention is explained by the fact that in the method of drawing a welded sheet metal of different thicknesses having steps on one of its surfaces, in which the workpiece is loaded into a rigid exhaust stamp containing a clamp with a stepped surface, a matrix with a clamp mirror and brake tension ribs and the effect on the workpiece by force pressure from the side of the stepped surface of the clamp and the surface of the ribs, according to the invention, the stepped surface of the clamp is formed using a polyurethane gasket, which p put on the entire surface of the clamp in contact with the pulled blank from the side of its steps, the brake tension ribs are placed on the mirror of the clamp matrix, and in the stamp for drawing a different thickness welded sheet blank having steps on one of its surfaces containing a punch, the matrix with the clamp mirror, the clamp and the brake tension ribs, the polyurethane gasket is fixed to the surface of the clamp on the side of the workpiece steps, and the brake tension ribs are mounted on the mirror of the clamp matrix.

Полиуретановая прокладка выполнена толщиной, составляющей от 7 до 10 толщин листа сварной листовой заготовки, имеющего наибольшую толщину. The polyurethane gasket is made with a thickness of 7 to 10 sheet thicknesses of the welded sheet stock having the largest thickness.

Штамп выполнен с перетяжными пазами, угол между направлением перемещения кромки листа и касательными к поверхностям выполнен очерченным радиусом перетяжного ребра и радиусом перетяжного ребра и составляет от 15^o до 30^o.The stamp is made with constrictive grooves, the angle between the direction of movement of the sheet edge and tangent to the surfaces is defined by the radius of the constriction rib and the radius of the constriction rib and is from 15 ^o to 30 ^o .

Такое техническое решение позволяет осуществлять вытяжку разнотолщинной сварной листовой заготовки без разрывов и предотвращает гофрообразование при использовании полиуретановой прокладки. Such a technical solution allows the extraction of welded sheet blanks of different thicknesses without tearing and prevents corrugation when using a polyurethane gasket.

Предлагаемый способ и штамп обеспечивает повышение качества выпускаемого автомобиля, в частности повышение прочности и долговечности. The proposed method and the stamp provides an increase in the quality of the manufactured car, in particular, an increase in strength and durability.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами, где на фиг. 1 изображено сечение штампа для вытяжки разнотолщинной сварной листовой заготовки, на фиг. 2 - сечение штампа в зоне перетяжного ребра. The invention is illustrated by the following drawings, where in FIG. 1 shows a cross section of a stamp for drawing a welded sheet metal of different thicknesses, in FIG. 2 - section of the stamp in the zone of the waist rib.

Изобретение осуществляется следующим образом. Штамп для вытяжки разнотолщинной сварной листовой заготовки на фиг. 1 содержит пуансон 1, матрицу 2 с зеркалом прижима, прижим 3, тормозные перетяжные ребра 4, перетяжной паз 5, полиуретановую прокладку 6, заготовку 7. The invention is as follows. A stamp for drawing a welded sheet of different thickness in FIG. 1 contains a punch 1, a matrix 2 with a mirror of a clip, a clip 3, brake tightening ribs 4, a tightening groove 5, a polyurethane laying 6, preparation 7.

Работа штампа осуществляется следующим образом. Разнотолщинная сварная листовая заготовка 7 загружается в жесткий штамп на прижимную поверхность матрицы 2, в частности, кладется на перетяжные ребра 4, полиуретановая прокладка 6 закреплена на поверхности прижима 3, входящего в контакт с вытягиваемой заготовкой 7 по поверхности прижима 3, входящего в контакт с вытягиваемой заготовкой 7 со стороны ступеней. Толщина полиуретановой прокладки 6 равна 7 - 10 толщинам самого толстого листа сварной листовой заготовки 7, она выбирается опытным путем для каждой вытягиваемой заготовки. Использование перетяжных ребер 4 также зависит от сложности детали в плане по геометрии и глубины вытяжки. The stamp is as follows. Different thickness welded sheet billet 7 is loaded into a hard stamp on the pressing surface of the matrix 2, in particular, placed on the tie ribs 4, the polyurethane gasket 6 is fixed on the surface of the clamp 3, which comes into contact with the drawn blank 7 on the surface of the clamp 3, which comes into contact with the drawn workpiece 7 from the side of the steps. The thickness of the polyurethane gasket 6 is equal to 7 to 10 thicknesses of the thickest sheet of the welded sheet stock 7, it is chosen empirically for each drawn blank. The use of tie ribs 4 also depends on the complexity of the part in terms of geometry and drawing depth.

При вытяжке деталей с полиуретановой прокладкой 6 конструкция перетяжных ребер 4 и пазов 5 на поверхности прижима 3 изменяется, они становятся в 1,5 - 2 раза по высоте и глубине меньше, угол между направлением перемещения кромки листа и касательными к поверхностям, очерченным радиусом перетяжного паза 5 и перетяжного ребра 4 при вытяжке, составляет от 15^o до 30^o, в зависимости от сложности и марки стали заготовки, который выбирается априорно при первоначальном запуске штампа.When drawing parts with polyurethane gasket 6, the design of the tie ribs 4 and grooves 5 on the surface of the clamp 3 changes, they become 1.5 - 2 times lower in height and depth, the angle between the direction of movement of the sheet edge and the tangents to the surfaces outlined by the radius of the tie groove 5 and hauling ribs 4 when drawing, ranges from 15 ^o to 30 ^o , depending on the complexity and steel grade of the workpiece, which is selected a priori at the initial start of the stamp.

Способ реализуется следующим образом. Сварная листовая заготовка 7 загружается в жесткий штамп, затем осуществляют прижим заготовки 7 полиуретановой прокладкой 6 по всей поверхности прижима 3. The method is implemented as follows. The welded sheet billet 7 is loaded into a hard stamp, then the billet 7 is clamped with a polyurethane gasket 6 over the entire surface of the clamp 3.

Пример конкретного выполнения подаваемого изобретения осуществляется на образцах, на машине "Эриксон", для чего выполнялась специальная оснастка. Образец имел три толщины: 0,8 мм, 1,0 мм и 1,2 мм, вытягивалась заготовка с плоским прижимом и с кольцевым перетяжным ребром. Опыты показали, что толщина полиуретановой прокладки зависит от марки полиуретана и глубины вытяжки образца, зависит от усилия на прижим, есть граничная глубина вытяжки, где рост усилия прижима не дает качественного образца - увеличивается торможение и, как следствие, разрыв. Для увеличения глубины вытяжки использовали измененные по геометрии тормозное перетяжное ребро и тормозной паз. Это обеспечило вытяжку образца на большую глубину, чем при плоском прижиме. An example of a specific implementation of the presented invention is carried out on samples on the Erickson machine, for which special equipment was performed. The sample had three thicknesses: 0.8 mm, 1.0 mm, and 1.2 mm; a preform was drawn with a flat clamp and with an annular hauling rib. The experiments showed that the thickness of the polyurethane gasket depends on the brand of polyurethane and the drawing depth of the sample, it depends on the clamping force, there is a boundary drawing depth, where the growth of the clamping force does not give a high-quality sample - the braking and, as a result, the gap increase. To increase the drawing depth, the geometry of the brake tension rib and brake groove were changed. This ensured that the sample was drawn to a greater depth than with a flat clip.

Опыты показали, что угол между касательной направлением перемещения кромки листа и касательными к поверхностям очередным радиусом перетяжного паза и радиусом перетяжного ребра изменяется от 15 до 30^o в зависимости от глубины вытяжки и марки холоднокатаного тонколистового проката.The experiments showed that the angle between the tangent direction of movement of the sheet edge and the tangent to the surfaces with the next radius of the waist groove and the radius of the waist rib varies from 15 to 30 ^o depending on the depth of drawing and the grade of cold-rolled sheet metal.

Подаваемое изобретение повышает прочность сварных швов, а также дает возможность легко модернизировать имеющие штампы для вытяжки разнотолщинных сварных листовых заготовок. The filed invention increases the strength of welds, and also makes it possible to easily upgrade having dies for drawing different thicknesses of welded sheet blanks.

Использование таких заготовок при сварке кузова снижают его вес до 10% без потери прочности кузова. The use of such blanks when welding a body reduces its weight to 10% without loss of body strength.

Claims (4)

1. Способ вытяжки разнотолщинной сварной листовой заготовки, имеющей ступени на одной из своих поверхностей, включающий загрузку заготовки в жесткий вытяжной штамп, содержащий прижим со ступенчатой поверхностью, матрицу с зеркалом прижима и тормозные перетяжные ребра, и воздействие на заготовку усилием прижима со стороны ступенчатой поверхности прижима и поверхности перетяжных ребер, отличающийся тем, что ступенчатую поверхность прижима образуют с помощью полиуретановой прокладки, которую располагают по всей поверхности прижима в контакте с вытягиваемой заготовкой со стороны ее ступеней, а тормозные перетяжные ребра размещают на зеркале прижима матрицы. 1. A method of drawing a welded sheet metal of different thicknesses having steps on one of its surfaces, comprising loading the workpiece into a hard exhaust stamp containing a clamp with a stepped surface, a die with a clamp mirror and brake tension ribs, and applying pressure to the workpiece from the stepped surface the clamp and the surface of the tension ribs, characterized in that the stepped surface of the clamp is formed using a polyurethane gasket, which is placed over the entire surface of the clamp in tact with pulling the workpiece from its stages, and the brake peretyazhnye ribs disposed on the mirror pressing matrix. 2. Штамп для вытяжки разнотолщинной сварной листовой заготовки, имеющей ступени на одной из своих поверхностей, содержащий пуансон, матрицу с зеркалом прижима, прижим и тормозные перетяжные ребра, отличающийся тем, что он снабжен полиуретановой прокладкой, закрепленной на поверхности прижима со стороны ступеней заготовки, а тормозные перетяжные ребра установлены на зеркале прижима матрицы. 2. A stamp for drawing a welded sheet metal of different thicknesses having steps on one of its surfaces, comprising a punch, a die with a clamp mirror, a clamp and brake tension ribs, characterized in that it is equipped with a polyurethane gasket fixed to the clamp surface from the side of the workpiece steps, and brake tie ribs are mounted on the mirror clip matrix. 3. Штамп по п.2, отличающийся тем, что полиуретановая прокладка выполнена толщиной, составляющей 7 - 10 толщин листа сварной листовой заготовки, имеющего наибольшую толщину. 3. The stamp according to claim 2, characterized in that the polyurethane gasket is made of a thickness of 7 to 10 thicknesses of a sheet of a welded sheet stock having the largest thickness. 4. Штамп по любому из пп.2 и 3, отличающийся тем, что он выполнен с перетяжными пазами, а угол между направлением перемещения кромки листа и касательными к поверхностям, очерченным радиусом перетяжного паза и радиусом перетяжного ребра, составляет 15 - 30^o.4. The stamp according to any one of paragraphs.2 and 3, characterized in that it is made with constrictive grooves, and the angle between the direction of movement of the sheet edge and tangent to the surfaces defined by the radius of the constriction groove and the radius of the constriction rib is 15-30 ^o .

Images