RU2475324C2

RU2475324C2 - Bottom hydroforming unit

Info

Publication number: RU2475324C2
Application number: RU2011112196/02A
Authority: RU
Inventors: Николай Афонасьевич Поспелов; Иван Николаевич Емельянов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Завод Старт"
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2013-02-20
Also published as: RU2011112196A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metal forming, particularly, to stamping, and may be used in making different-thickness bottoms. Proposed unit comprises top and bottom pedestals, four columns, hydraulic cylinders, hydraulic system, pump station, pipelines, and compressed air feed assembly. Hydraulic cylinders are suspended at top pedestal slots to displace therein and to be adjusted for different sizes of bottoms. Bottom pedestal table centre has bore to feed forming fluid under bottom blank. Proposed unit comprises system to follow bottom blank height. Bottom pedestal inner centre part may accommodate forming fluid vessel. Top pedestal central part accommodates collector-distributor.

EFFECT: making different-thickness bottoms of required quality.

7 cl, 5 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к листовой штамповке, и может быть использовано для получения днищ.The present invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to sheet stamping, and can be used to produce bottoms.

Днище - это полая деталь, которая является неотъемлемой частью почти любого сосуда или аппарата. В зависимости от назначения аппарата и условий его работы применяют днища, различные по форме: выпуклые, конические и плоские.The bottom is a hollow part that is an integral part of almost any vessel or apparatus. Depending on the purpose of the apparatus and the conditions of its operation, bottoms of various shapes are used: convex, conical and flat.

Наибольшее распространение при изготовлении днищ получили следующие способы: штамповка на гидравлических или кривошипных прессах, обкатка на специальных обкатных машинах, штамповка эластичной средой или жидкостью, штамповка взрывом. Целесообразность использования того или иного способа зависит от целого ряда факторов: серийности производства, размеров и формы днищ, технических требований к ним и так далее.The following methods were most widely used in the manufacture of bottoms: stamping on hydraulic or crank presses, rolling on special rolling machines, stamping with an elastic medium or liquid, stamping by explosion. The advisability of using one or another method depends on a number of factors: serial production, sizes and shapes of bottoms, technical requirements for them, and so on.

При крупносерийном производстве применяют способ изготовления днищ штамповкой. Этот способ обеспечивает получение детали относительно высокой точности и требуемого качества. Но способ очень сложный и требует применения специальных дорогостоящих прессов двойного действия и специальных штампов.In large-scale production, a method of manufacturing bottoms by stamping is used. This method provides parts of relatively high accuracy and the required quality. But the method is very complex and requires the use of special expensive double-action presses and special dies.

Известен классический вариант процесса штамповки эластичной средой или жидкостью.The classic version of the stamping process with an elastic medium or liquid is known.

На стол гидропресса устанавливается специальный гидроштамп, под его прижимную плиту укладывается заготовка, все это прижимается к корпусу штампа и под заготовку через резиновую диафрагму, подается жидкость под необходимым давлением. У вытянутой таким способом детали далее удаляется облой и на проходном штампе или на специальной установке производят фланжировку (отбортовку кромки) днища по сложному криволинейному контуру.A special hydraulic stamp is installed on the hydraulic press table, a workpiece is placed under its pressure plate, all this is pressed to the stamp body and under the workpiece through a rubber diaphragm, liquid is supplied under the necessary pressure. In the part extended in this way, the flashing is further removed and the bottom is flanged (flanged) on the through stamp or on a special installation along a complex curved contour.

Для получения большой номенклатуры крупногабаритных днищ в условиях мелкосерийного производства применяют обкаточные (флажировочные) машины. Например, известна технологическая установка для ротационной вытяжки деталей цилиндрической, конической, сферической и фасонной форм с последующей завальцовкой и подрезкой торцов модели РТ305 («Каталог промышленного оборудования рязанского станкостроительного завода», выпуск №3). Обкатка днищ данным способом относится к числу сложных и сравнительно мало изученных процессов в обработке металлов давлением. Поэтому качество и точность размеров днищ в значительной степени зависит от субъективного фактора - квалификации оператора.To obtain a large range of large-sized bottoms in conditions of small-scale production, break-in (flagging) machines are used. For example, a technological installation is known for the rotational drawing of parts of cylindrical, conical, spherical and shaped shapes, followed by rolling and trimming the ends of the model RT305 ("Catalog of industrial equipment of the Ryazan machine-tool plant", issue No. 3). Break-in of bottoms by this method is one of the complex and relatively little studied processes in the processing of metals by pressure. Therefore, the quality and accuracy of the size of the bottoms largely depends on the subjective factor - the qualifications of the operator.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является установка для гидроформования днищ, содержащая нижнюю тумбу под столом, в центре которого выполнено отверстие для подачи формующей жидкости под заготовку днища, станцию насосную для подачи формующей жидкости, верхнюю тумбу, гидроцилиндры, гидросистему с трубопроводами (US 2008/0282757 A1, B21D 26/02, 20.11.2008, на 6 страницах).The closest analogue (prototype) is the installation for hydroforming the bottoms, containing a lower stand under the table, in the center of which there is a hole for supplying forming fluid under the bottom blank, a pump station for supplying forming fluid, the upper stand, hydraulic cylinders, hydraulic system with pipelines (US 2008 / 0282757 A1, B21D 26/02, 11/20/2008, on 6 pages).

Описанное выше техническое решение не позволяет осуществить изготовление днищ различной формы (круг, овал, чемодан и другие) в условиях быстрого, качественного и недорогого освоения новых изделий, что очень востребовано при жесткой конкуренции рыночных отношений.The technical solution described above does not allow the manufacture of bottoms of various shapes (circle, oval, suitcase and others) in the conditions of fast, high-quality and inexpensive development of new products, which is very popular in the fierce competition of market relations.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является изготовление широкой гаммы типоразмеров качественных днищ и наладка выпуска (освоения) новой продукции в кратчайшие сроки и недорого.The task to which the invention is directed is the manufacture of a wide range of sizes of high-quality bottoms and the adjustment of the release (development) of new products in the shortest possible time and inexpensively.

Данная задача решается за счет того, что прижимным элементом матрицы в установке являются ряд гидроцилиндров высокого давления, например 36 штук, которые имеют возможность быстро перенастраиваться на широкую гамму типоразмеров днищ, а при помощи имеющегося в комплекте установки насоса высокого давления, который закачивает формующую жидкость, например воду, под заготовку, мы получаем качественную «линзу» днища псевдоэллиптической формы.This problem is solved due to the fact that the pressing element of the matrix in the installation is a series of high-pressure hydraulic cylinders, for example 36 pieces, which can be quickly reconfigured to a wide range of standard sizes of bottoms, and using the high-pressure pump included in the installation kit, which pumps the molding liquid, for example, water, under the workpiece, we get a high-quality "lens" of the bottom of a pseudo-elliptical shape.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является то, что данная установка обеспечивает изготовление широкой гаммы типоразмеров качественных днищ и позволяет наладить выпуск (освоение) новой продукции в кратчайшие сроки и недорого.The technical result provided by the given set of features is that this installation provides the manufacture of a wide range of sizes of high-quality bottoms and allows you to set up production (development) of new products in the shortest possible time and inexpensively.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена установка гидроформования линзы, на фиг 2 - станция насосная, на фиг.3 - система слежения за высотой вытяжки, на фиг.4 - узел подачи сжатого воздуха, на фиг.5 - схема гидроформования (принципиальная).The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a lens hydroforming unit, FIG. 2 shows a pumping station, FIG. 3 shows a system for monitoring the drawing height, FIG. 4 shows a compressed air supply unit, and FIG. 5 shows a hydroforming circuit (principle).

Установка гидроформования днища состоит из: тумбы нижней 1, во внутренней центральной части которой расположена емкость для формующей жидкости, например вода, а верхняя ее часть служит столом для установки матриц и штампов; тумбы верхней 2, на нижней плоскости которой расположены пазы для подвешивания гидроцилиндров, а в центральной части закреплен коллектор-распределитель нагнетающей жидкости по гидроцилиндрам; четырех колонн 3, которые связывают между собой тумбу нижнюю 1 и тумбу верхнюю 2; гидросистемы, которая состоит из гидростанции 4, установленной около одной из колонн, с распределительной и регулирующей аппаратурой, трубопроводов и рукавов высокого давления, соединяющих гидростанцию с коллектором-распределителем и гидроцилиндрами 24; станции насосной 5, обеспечивающей подачу формующей жидкости из емкости для формования «линзы» под необходимым давлением; системой слежения за высотой заготовки днища 6, состоящей из центральной штанги, контактирующей с центром днища (место максимальной высоты вытяжки «линзы»), и указательной штанги, находящейся непосредственно перед глазами оператора и отслеживающей размер по шкале; трубопроводов 7, соединяющих станцию насосную 5 с отверстиями нагнетания формующей жидкости в центре стола нижней тумбы 1 под заготовку, и имеющейся на них распределительной, регулирующей, предохранительной и показывающей аппаратуры; узла подачи сжатого воздуха (для ускоренного удаления формующей жидкости из отформованной «линзы») фиг.4, состоящего из трубопровода подачи сжатого воздуха, крана 8, 9, манометра 10 и редукционного клапана 11.The hydroforming installation of the bottom consists of: a lower base 1, in the inner central part of which there is a container for forming fluid, for example water, and its upper part serves as a table for installing dies and dies; curbstones of the upper 2, on the lower plane of which there are grooves for hanging the hydraulic cylinders, and in the central part the collector-distributor of the pumping liquid along the hydraulic cylinders is fixed; four columns 3, which connect the lower cabinet 1 and the upper cabinet 2; a hydraulic system, which consists of a hydroelectric station 4, installed near one of the columns, with distribution and control equipment, pipelines and high-pressure hoses connecting the hydroelectric station with a distribution manifold and hydraulic cylinders 24; pumping station 5, providing the supply of forming fluid from a container for forming a "lens" under the necessary pressure; a tracking system for the height of the bottom blank 6, consisting of a central rod in contact with the center of the bottom (the place of the maximum height of the “lens” hood) and an index bar located directly in front of the operator’s eyes and tracking the size on a scale; pipelines 7 connecting the pumping station 5 with the injection holes of the forming fluid in the center of the table of the lower cabinet 1 under the workpiece, and the distribution, control, safety and indicating equipment available on them; site compressed air supply (for accelerated removal of the forming fluid from the molded "lens") figure 4, consisting of a compressed air supply pipe, valve 8, 9, pressure gauge 10 and pressure reducing valve 11.

Установка гидроформования днища работает следующим образом.Installation hydroforming bottom works as follows.

Перед началом работы все краны на станции насосной (фиг.2) нужно закрыть, кран шаровый муфтовый 7 открыть.Before starting work, all the cranes at the pumping station (figure 2) must be closed, the ball valve coupling 7 open.

Открыть вентиль подачи сжатого воздуха 8 (фиг.4) при закрытом кране 9, настроить давление воздуха 0.8…1.0 кг/см² по манометру 10, редуктором 11.Open the valve for supplying compressed air 8 (figure 4) with the valve 9 closed, adjust the air pressure 0.8 ... 1.0 kg / cm ² according to pressure gauge 10, with gear 11.

Многорядный вертикальный многоступенчатый насос 12 (фиг.2) заполнить водой (формующая жидкость). Заполнение насоса водой производится из бака наполнения насоса 13 открытием крана 14. После наполнения кран 14 закрывается.The multi-row vertical multi-stage pump 12 (FIG. 2) is filled with water (forming liquid). Filling the pump with water is made from the tank filling the pump 13 by opening the valve 14. After filling, the valve 14 is closed.

В конструкцию станции насосной для предохранения насоса 12 от перегрузок встроен байпассный (предохранительный) клапан 15. Клапан настроен на давление открытия 16 кг/см².In the design of the pump station to protect the pump 12 from overloads, a bypass (safety) valve 15 is built in. The valve is set to an opening pressure of 16 kg / cm ² .

Для установки гидроштампа на установку гидроформования днищ используется вспомогательный выкатной стол (фиг.1).To install the hydraulic stamp on the installation of hydroforming bottoms used auxiliary roll-out table (figure 1).

Гидроцилиндры 24 размещаются относительно матрицы соответственно схеме данной на чертеже матрицы.The hydraulic cylinders 24 are placed relative to the matrix according to the scheme given in the drawing of the matrix.

Матрица (не показана) укладывается на заготовку и по периметру прижимается пятами гидроцилиндров 24. Достигнув рабочего давления, гидростанция 4 выключается.A matrix (not shown) is laid on the workpiece and pressed along the perimeter by the heels of the hydraulic cylinders 24. Having reached the working pressure, the hydraulic station 4 is turned off.

Штанга центральная 16 опускается до касания заготовки. Включается станция насосная 5, и открывается кран 20 напорной магистрали. Вода (формующая жидкость) через отверстие 25 в центре стола нижней тумбы под напором идет под заготовку и начинает ее выдавливать. Выдавив заготовку до высоты требований чертежа, насос 12 отключается, настраивается на это давление электроконтактный манометр 21 для автоматического отключения насоса на последующую партию аналогичных днищ.The central rod 16 is lowered to touch the workpiece. The pumping station 5 is turned on, and the pressure line valve 20 opens. Water (forming liquid) through the hole 25 in the center of the table of the lower cabinet under pressure goes under the workpiece and begins to squeeze it out. Having squeezed the workpiece to the height of the drawing requirements, the pump 12 is turned off, the electric contact pressure gauge 21 is adjusted for this pressure to automatically turn off the pump for the next batch of similar bottoms.

Кран 20 закрывается, а кран 22 открывается; при этом вода (формующая жидкость) из-под заготовки днища перетекает через отверстие 25 обратно в свою емкость для воды формующей. Для ускорения перетекания воды (формующей жидкости) из-под заготовки туда подается сжатый воздух.The faucet 20 closes and the faucet 22 opens; while water (forming liquid) from under the bottom blank flows through hole 25 back to its forming water tank. To accelerate the flow of water (forming fluid) from under the workpiece, compressed air is supplied there.

Затем гидростанция 4 включается, поднимается матрица, гидростанция 4 выключается, и готовая «линза» днища снимается с установки.Then, the hydro-station 4 turns on, the matrix rises, the hydro-station 4 turns off, and the finished “lens” of the bottom is removed from the installation.

Описанная выше установка гидроформования днищ успешно введена в эксплуатацию и применяется на ОАО «Завод Старт» для изготовления различных днищ.The installation of hydroforming of the bottoms described above has been successfully put into operation and is used at JSC Plant Start for the manufacture of various bottoms.

Claims

1. Установка гидроформования днищ, характеризующаяся тем, что она содержит тумбу верхнюю с пазами, тумбу нижнюю со столом, четыре колонны, гидроцилиндры, гидросистему, станцию насосную, систему слежения за высотой заготовки днища, трубопроводы, узел подачи сжатого воздуха, причем гидроцилиндры подвешены в пазах верхней тумбы с возможностью перемещения по ним и настройки на днища разных размеров, а в центре стола тумбы нижней выполнено отверстие для подачи формующей жидкости под заготовку днища.1. Installation of hydroforming bottoms, characterized in that it contains a top stand with grooves, a bottom stand with a table, four columns, hydraulic cylinders, a hydraulic system, a pump station, a system for tracking the height of the bottom blanks, pipelines, a compressed air supply unit, and the hydraulic cylinders are suspended in the grooves of the upper curbstone with the possibility of moving along them and adjusting to the bottoms of different sizes, and in the center of the table of the lower curbstone a hole is made for supplying forming fluid under the bottom blank.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что во внутренней центральной части тумбы нижней расположена емкость для формующей жидкости, а ее верхняя часть служит столом, предназначенным для установки матриц и штампов.2. Installation according to claim 1, characterized in that in the inner central part of the lower base there is a container for forming fluid, and its upper part serves as a table for installing dies and dies.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что пазы для подвешивания гидроцилиндров расположены на нижней плоскости тумбы верхней, в центральной части которой закреплен коллектор-распределитель.3. Installation according to claim 1, characterized in that the grooves for hanging the hydraulic cylinders are located on the lower plane of the upper cabinet, in the central part of which a collector-distributor is fixed.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что гидросистема состоит из установленной около одной из колонн гидростанции с распределительной и регулирующей аппаратурой, трубопроводов и рукавов высокого давления, соединяющих гидростанцию с коллектором-распределителем и гидроцилиндрами.4. Installation according to claim 3, characterized in that the hydraulic system consists of a hydraulic station installed near one of the columns with distribution and control equipment, pipelines and high-pressure hoses connecting the hydraulic station to the distribution manifold and hydraulic cylinders.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система слежения за высотой заготовки днища состоит из центральной штанги и указательной штанги, причем центральная штанга контактирует с центром днища.5. Installation according to claim 1, characterized in that the tracking system for the height of the bottom blank consists of a central rod and an index rod, and the central rod is in contact with the center of the bottom.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что узел подачи сжатого воздуха состоит из трубопровода подачи сжатого воздуха, крана, манометра и редукционного клапана. 6. Installation according to claim 1, characterized in that the compressed air supply unit consists of a compressed air supply pipe, a valve, a pressure gauge and a pressure reducing valve.