RU2710198C1 - Способ получения оболочек из листовых заготовок квадратной формы - Google Patents
Способ получения оболочек из листовых заготовок квадратной формы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710198C1 RU2710198C1 RU2019133458A RU2019133458A RU2710198C1 RU 2710198 C1 RU2710198 C1 RU 2710198C1 RU 2019133458 A RU2019133458 A RU 2019133458A RU 2019133458 A RU2019133458 A RU 2019133458A RU 2710198 C1 RU2710198 C1 RU 2710198C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- square
- billet
- extrusion
- matrix
- radial
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D51/00—Making hollow objects
- B21D51/02—Making hollow objects characterised by the structure of the objects
- B21D51/10—Making hollow objects characterised by the structure of the objects conically or cylindrically shaped objects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штамповой оснастке, предназначенной для вытяжки листовых заготовок квадратной формы, в результате которой получают цилиндрические или квадратные в плане оболочки. Способ получения оболочек из листовых заготовок квадратной формы включает установку квадратной заготовки со стороной «а» по трафаретам на прижиме с ориентацией угловых участков с ползушками, перемещающимися в радиальном направлении, вытяжку с прижимом квадратной заготовки в матрице с цилиндрической или квадратной рабочей полостью. Производят выдавливание угловых участков квадратной заготовки, находящейся между прижимом и пуансон-матрицей, при радиальном перемещении ползушек на величину S=0,143a и технологическом ходе пуансон-матрицы h=SctgQ, где Q=30÷45° - угол наклона боковой поверхности ползушки, затем вытяжку с получением оболочки. Выдавливание угловых участков квадратной заготовки осуществляют на величину 0,7S, а затем совместно с вытяжкой при радиальном перемещении ползушек на величину 0,5S, которую проводят с радиальным подталкиванием фланцевого участка заготовки силой выдавливания. В результате обеспечивается получение из квадратной заготовки оболочек без коронок на открытом торце, расширение технологических возможностей и экономия металла. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении оболочек из листовых материалов в различных отраслях машиностроения.
При изготовлении цилиндрических или квадратных оболочек из листовых материалов используются заготовки в форме кружка, получаемые вырубкой. При вырубке заготовок из полосы или ленты возникают отходы металла, достигающие 30 и более процентов. Известны способы получения оболочек из листовых заготовок квадратной форы, при получении которых отрезкой из полосы или ленты отходы металла минимальны или отсутствуют.
Например, известен способ изготовления цилиндрических изделий с дном из квадратной заготовки и устройство для его осуществления по патенту №2217256, кл. МПК8 B21D 22/20, опубл. 27.112003, бюл. 33, включающий вытяжку без утонения фланцевой части заготовки с плоским прижимом в направлении диагонали и вытяжку с локальным утонением в зонах набора толщины в направлении середины сторон при зазоре между пуансоном и матрицей Z≤0,95S0, где S0- толщина заготовки.
Недостатком способа является ограниченность локального утолщения фланцевого участка в направлении середины сторон квадратной заготовки на начальном этапе вытяжки, что не позволяет существенно уменьшить или ликвидировать корончатость открытого торца цилиндрической оболочки. Поэтому по данному способу рекомендуется использовать квадратные заготовки, у которых отрезаны жесткие угловые зоны, не участвующие в перераспределении материала из зон диагоналей в зоны середины сторон. Отход металла уменьшается незначительно.
Известен способ получения глубоких цилиндрических изделий из многогранных заготовок, принятый за прототип (патент №2135319, кл. МПК8 B21D 22/20, B21D 51/10, опубл. 27.08.1999), включающий отрезку заготовки в форме многогранника с основаниями в виде правильных многоугольников, комбинированную вытяжку, прямое выдавливание, которые ведут с использованием ступенчатого пуансона с уступом между ступенями шириной, равной толщине полуфабриката, полученного комбинированной вытяжкой.
Недостатком данного способа является необходимость утонения стенки при комбинированной вытяжке и утонение стенки при прямом выдавливании, в результате чего получают оболочку с толстым дном и тонкой стенкой. Это обстоятельство ограничивает технологические возможности известного способа, так как он не позволяет получать оболочки с одинаковой толщиной стенки и дна. Кроме того, при вытяжке квадратных заготовок предельная степень вытяжки меньше, чем при вытяжке заготовок в форме круга.
Задачей настоящего изобретения является получение из квадратной заготовки оболочек без коронок на открытом торце, расширение технологических возможностей и экономия металла.
Для решения поставленной задачи предлагается способ получения оболочек из листовых заготовок квадратной формы включающий установку квадратной заготовки со стороной «а» по трафаретам на прижиме, с ориентацией угловых участков с ползушками, перемещающимися в радиальном направлении, вытяжку с прижимом квадратной заготовки в матрице с цилиндрической или квадратной рабочей полостью, при этом производят выдавливание угловых участков квадратной заготовки, находящейся между прижимом и пуансон-матрицей, при радиальным перемещении ползушек на величину S=0,143a, и технологическим ходом пуансон-матрицы h=SctgQ, где Q=30÷45° - угол наклона боковой поверхности ползушки, затем вытяжку с получением оболочки, кроме того выдавливание угловых участков квадратной заготовки осуществляют на величину 0,7S, а затем совместно с вытяжкой при радиальном перемещении ползушек на величину 0,5S, которую проводят с радиальным подталкиванием фланцевого участка заготовки силой выдавливания.
На фиг. 1 показана схема для расчета величины радиального перемещения S ползушек в процессе выдавливания угловых участков квадратной заготовки.
На фиг. 2 расположение квадратной заготовки в прижиме между ползушками и трафаретами.
На фиг. 3 приведена схема формоизменения квадратной заготовки сначала выдавливанием, а затем вытяжкой.
На фиг. 4 дана схема формоизменения квадратной заготовки совмещением операций выдавливания и вытяжки.
Необходимо из листовой заготовки квадратной формы со стороной «а» получить цилиндрическую оболочку диаметром dм или квадратную в плане оболочку со стороной ам. Для этого используют операцию вытяжки квадратной заготовки в матрице с рабочей полостью dм или в матрице с квадратной полостью ам. При вытяжке квадратной заготовки на ее угловых участках образуется жесткая зона, которая не деформируется (фиг. 1 заштрихованные участки). В результате наличия жестких зон в полученной цилиндрической или квадратной в плане оболочке на открытом торце образуется корончатось, при удалении которой возникает большой отход металла.
Способ получения цилиндрических или квадратных в плане оболочек из листовых заготовок квадратной формы осуществляется следующим образом. Для устранения участков жестких зон квадратную заготовку 5 помещают на прижим 2, ориентируя по трафаретам 4. При этом угловые участки квадратной заготовки 5 входят в контакт с ползушками 3, установленных в радиально направленных Т-образных пазах прижима (фиг. 2) Ползушки 3 имеют двутавровую форму с верхней полкой высотой, равной толщине квадратной заготовки 5 и шириной не более для цилиндрических оболочек, или ам- для квадратных в плане оболочек. Боковая поверхность ползушек 3 выполнена наклонной с углом Q=30÷45°, который определяется экспериментально и зависит от коэффициента вытяжки и способа вытяжки (без утонения или комбинированная). Трафареты, установленные в прижиме 4 имеют высоту на 0,1…0,2 мм больше толщины листового металла. Для устранения жестких зон ползушки 3 перемещают в радиальном направлении (фиг. 1), и производят выдавливание на величину S с формоизменением квадрата в круг. С учетом равенства площадей квадратной заготовки 5 и круглой, путь выдавливания в радиальном направлении S=0,143a.
Возможны два варианта осуществления предлагаемого способа.
1. Последовательное выдавливание угловых участков и формоизменение квадратной заготовки в кружок, а затем ее вытяжка (фиг. 3)
2. Совмещение выдавливания угловых участков и вытяжка (фиг. 4).
В первом случае между торцом пуансона 1 и торцом заготовки 5 должен быть просвет h=SctgQ. Во втором случае зазор h=0,7SctgQ. При изготовлении цилиндрических или квадратных в плане оболочек из высокопластичных металлов с коэффициентами вытяжки k=dм/dp от 0,7 до 0, 5 квадратную заготовку формоизменяют по схеме (фиг. 3) с зазором h=SctgQ между торцом пуансона 1 и квадратной заготовкой 5. При получении цилиндрических или квадратных в плане оболочек из высокопластичных металлов с коэффициентами вытяжки k<0,5 квадратную заготовку формоизменяют по схеме (фиг. 4), в которой реализуется совмещение операций выдавливания и вытяжки.
Формоизменение начинается в момент соприкосновения пуансон-матрицы 6 с трафаретами 4, установленными на прижиме 2 и началом перемещения прижима 2 вниз. Выдавливание угловых участков квадратной заготовки 5 при движении пуансон-матрицы 6 происходит благодаря радиальному перемещению ползушек 3, контактирующих наклонной боковой поверхностью под углом Q с поверхностью опорного кольца устройства. При этом квадратная заготовка находится между торцом пуансон-матрицы 6 и прижима 2, которые образуют зазор, равный высоте трафаретов 4. Размеры щели не изменяются благодаря силе прижима. При этом сила прижима складывается из силы, создаваемой буферным устройством и составляющей от силы выдавливания, зависящей также от угла наклона Q боковой поверхности ползушек 3. Путь выдавливания S и перемещение ползушек 3 одинаков, а технологический ход пуансон-матрицы равен h=SctgQ. Затем происходит вытяжка круглой заготовки с получением цилиндрической или квадратной в плане оболочки без образования коронок на открытом торце.
Если при контакте заготовки 5 с пуансоном вытяжки 1 начинается совмещение операций вытяжки и выдавливания угловых участков заготовки 5, то выдавливание происходит одновременно с радиальным перемещением края квадратной заготовки 5 под воздействием операции вытяжки, скорость выдавливания в этой связи уменьшается в радиальном направлении, что требуется учитывать. Экспериментально установлено, что положительный результат достигается, если на начальном этапе формоизменения квадратной заготовки просвет между пуансоном вытяжки 1 и заготовкой 5 равен h=0,7SctgQ. В этом случае происходит выдавливание угловых участков квадратной заготовки до момента соприкосновения пуансона вытяжки 1 с заготовкой 5. Затем начинается процесс вытяжки. На этапе совмещения операций выдавливания и вытяжки для формоизменения квадратной заготовки в круг необходимо обеспечить радиальное перемещение ползушек 3 на 0,5S, так как в процессе вытяжки происходит течение материала заготовки в радиальном направлении и этом же направлении перемещение ползушек 3, но со скорость большей, чем скорость перемещения края заготовки от вытяжки. С учетом этого угол наклона боковой поверхности ползушек Q определяется в зависимости от способа и режимов вытяжки и формы оболочки (цилиндрической или квадратной в плане). Для вытяжки без утонения цилиндрической оболочки угол наклона Q=40÷45°. Для комбинированной вытяжки значения угла Q зависят не только от коэффициента вытяжки, но и коэффициента утонения стенки и находятся в интервале Q=30÷45°. Преимуществом способа при совмещении операций выдавливания и вытяжки заключается в том, что происходит подталкивание материала заготовки в радиальном направлении в полость матрицы, в результате чего существенно уменьшаются радиальные растягивающие напряжения, возникающие в заготовке при вытяжке. Уменьшение растягивающих напряжений снижает вероятность разрушения металла в опасном сечении и позволяет интенсифицировать процесс вытяжки. Это обстоятельство значительно расширяет технологические возможности получения оболочек из квадратных заготовок из высокопластичных или малопластичных материалов.
Пример осуществления способа. Для получения цилиндрической оболочки из листового алюминиевого сплава АМц толщиной 1 мм использовалась квадратная заготовка со стороной а=74 мм. Заготовка укладывалась на поверхность прижима 2 между трафаретами 4. Высота трафаретов равнялась 1,1 мм (фиг. 2). Вытяжка проводилась в матрице с диаметром рабочей полости dм=50 мм. Для получения кружка диаметром мм ползушки 3, должны осуществить выдавливание угловых участков квадратной заготовки 5 в радиальном направлении на величину S=0,143 а=0,143*74=10,6 мм. При этом ширина ползушек 3 равнялась 2S=21 мм. Коэффициент вытяжки в процессе формоизменения k=dм/dр=50/83,5=0,59. Так как листовой алюминиевый сплав пластичен и степень деформации при вытяжке, определяемая коэффициентом вытяжки незначительна, то формоизменение квадратной заготовки 5 проводилось последовательно. При рабочем ходе пуансон-матрица 6 (фиг. 3) контактировала с поверхностью трафаретов 4, не соприкасаясь с заготовкой 5 и поверхностью ползушек 3. Это позволяло ползушкам 3 перемещаться в радиальном направлении без контакта с поверхностью пуансон-матрицы 6. Вначале осуществляли операцию выдавливания при радиальном перемещении ползушек 3 на величину S=10,6 мм. Такое перемещение обеспечивался углом Q=45° наклона боковой поверхности ползушек 3. При этом между торцом пуансона 1 и заготовкой 5 просвет составлял h≥10,6 мм. В процессе радиального перемещения ползушек 3 происходило формоизменение квадратной заготовки 5 в кружок силой выдавливания Рвыд=42 кН. Сила выдавливания и сила прижима обеспечивала достаточный подпор, препятствующий увеличению толщины заготовки 5 в процессе выдавливания. После перемещения пуансон-матрицы на величину хода h=10,6 мм производилась операция вытяжки круглой заготовки с получением цилиндрической оболочки с ровным открытым торцом без образования коронок.
При получении цилиндрической оболочки из алюминиевого сплава Д1, который обладает низкими пластическими свойствами, применялось совмещение операций выдавливания и вытяжки. Для этого между квадратной заготовкой 5 и торцом пуансона 1 устанавливался просвет h=7,5 мм (фиг. 4). При таком зазоре на первом этапе производилось выдавливание в радиальном направлении на величину 7,5 мм угловых участков квадратной заготовки 5 при радиальном перемещении ползушек 3 также на величину 7,5 мм, а затем одновременно осуществлялось выдавливание и вытяжка. При этом сила выдавливания Рвыд=42 кН, обеспечивала требуемую силу прижима и подталкивание материала заготовки в радиальном направлении, что уменьшало растягивающие напряжения в опасном сечении и препятствовало разрушению материала в донной части цилиндрической оболочки. Так как при совмещении операций выдавливания и вытяжки происходило перемещение края заготовки в радиальном направлении не только от выдавливания, а и от вытяжки, то скорость выдавливания уменьшалась. Поэтому для осуществления выдавливания на оставшуюся величину (10,6-7,5)=3,1 мм увеличивалось перемещение ползушек 3 в радиальном направлении и составило 0,5 S=5,3 мм.
Таким образом по предлагаемому способу экономия материала при раскрое для получения квадратной заготовки увеличилась более чем на 30%. Расширились технологические возможности, позволяющие получать цилиндрические оболочки из малопластичных листовых материалов.
Claims (2)
1. Способ получения цилиндрических оболочек из листовых заготовок квадратной формы, включающий установку квадратной заготовки со стороной «а» по трафаретам на прижиме с ориентацией угловых участков с ползушками, перемещающимися в радиальном направлении, вытяжку с прижимом квадратной заготовки в матрице с цилиндрической рабочей полостью, отличающийся тем, что производят выдавливание угловых участков квадратной заготовки, находящейся между прижимом и пуансон-матрицей, при радиальном перемещении ползушек на величину S=0,143a и технологическом ходе пуансон-матрицы h=SctgQ, где Q - угол наклона боковой поверхности ползушки, затем вытяжку с получением цилиндрической оболочки.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выдавливание угловых участков квадратной заготовки осуществляют на величину 0,7S, а затем совместно с вытяжкой при радиальном перемещении ползушек на величину 0,5S, которую проводят с радиальным подталкиванием фланцевого участка заготовки силой выдавливания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019133458A RU2710198C1 (ru) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | Способ получения оболочек из листовых заготовок квадратной формы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019133458A RU2710198C1 (ru) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | Способ получения оболочек из листовых заготовок квадратной формы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2710198C1 true RU2710198C1 (ru) | 2019-12-25 |
Family
ID=69023028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019133458A RU2710198C1 (ru) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | Способ получения оболочек из листовых заготовок квадратной формы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2710198C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1100028A1 (ru) * | 1983-02-09 | 1984-06-30 | Московское Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана | Листова заготовка дл выт жки цилиндрических изделий |
SU1194538A1 (ru) * | 1984-06-21 | 1985-11-30 | Предприятие П/Я В-2239 | Способ изготовлени полых изделий из многоугольных листовых заготовок |
US4881394A (en) * | 1987-07-10 | 1989-11-21 | Hoogovens Groep B.V. | Method and apparatus for ironing the wall of a one-piece cylindrical body |
US4962659A (en) * | 1988-02-23 | 1990-10-16 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Redrawing method |
RU2135319C1 (ru) * | 1997-10-08 | 1999-08-27 | Открытое акционерное общество "Калужский завод автомобильного электрооборудования" | Способ получения глубоких цилиндрических изделий из многогранных заготовок |
RU2317170C2 (ru) * | 2005-07-07 | 2008-02-20 | Открытое акционерное общество "Калужский завод автомобильного электрооборудования" (ОАО "КЗАЭ") | Способ изготовления глубоких цилиндрических изделий из квадратных заготовок |
-
2019
- 2019-10-21 RU RU2019133458A patent/RU2710198C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1100028A1 (ru) * | 1983-02-09 | 1984-06-30 | Московское Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана | Листова заготовка дл выт жки цилиндрических изделий |
SU1194538A1 (ru) * | 1984-06-21 | 1985-11-30 | Предприятие П/Я В-2239 | Способ изготовлени полых изделий из многоугольных листовых заготовок |
US4881394A (en) * | 1987-07-10 | 1989-11-21 | Hoogovens Groep B.V. | Method and apparatus for ironing the wall of a one-piece cylindrical body |
US4962659A (en) * | 1988-02-23 | 1990-10-16 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Redrawing method |
RU2135319C1 (ru) * | 1997-10-08 | 1999-08-27 | Открытое акционерное общество "Калужский завод автомобильного электрооборудования" | Способ получения глубоких цилиндрических изделий из многогранных заготовок |
RU2317170C2 (ru) * | 2005-07-07 | 2008-02-20 | Открытое акционерное общество "Калужский завод автомобильного электрооборудования" (ОАО "КЗАЭ") | Способ изготовления глубоких цилиндрических изделий из квадратных заготовок |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8499607B2 (en) | Forming of complex shapes in aluminum and magnesium alloy workpieces | |
EA021215B1 (ru) | Расширительная матрица для изготовления металлических емкостей | |
US11614156B2 (en) | Metal sleeve and method for producing it | |
WO2016111284A1 (ja) | 金属端部断面外周の加工方法及び該加工方法によって得られる金属部品と他部材との接合方法 | |
RU2710198C1 (ru) | Способ получения оболочек из листовых заготовок квадратной формы | |
JP5626501B1 (ja) | ボス付き円筒容器の成形方法 | |
JP2017109208A (ja) | 金属容器の製法 | |
RU2620219C2 (ru) | Способ вытяжки тонкостенных изделий сложной формы | |
RU2317170C2 (ru) | Способ изготовления глубоких цилиндрических изделий из квадратных заготовок | |
JP4639089B2 (ja) | 中空金属管を素材とする内周突起付きリングの製造方法 | |
KR20140062390A (ko) | 관형 금속재료의 결정립 미세화 방법 | |
JPH0576970A (ja) | 板金製プーリの軸穴形成方法 | |
JP2009090367A (ja) | アルミ合金等のポートホール押出材 | |
CN112427586B (zh) | 一种锻压壳体坯料平面度改善方法 | |
KR20160077098A (ko) | 평평한 시트를 제조하기 위한 압출 프레스 | |
RU2761569C1 (ru) | Способ получения оболочки с переменной толщиной стенки по периметру | |
WO2018193524A1 (ja) | 金属容器の製法 | |
RU2240202C2 (ru) | Способ изготовления полых деталей | |
RU2088355C1 (ru) | Способ изготовления гнутых гофрированных профилей | |
RU2528927C1 (ru) | Способ формообразования неравнопроходных тройников из трубной заготовки | |
RU2714017C1 (ru) | Устройство для вытяжки оболочек из листовых заготовок квадратной формы | |
SU719747A1 (ru) | Способ отбортовки отверстий | |
RU2108186C1 (ru) | Способ формообразования плоских кольцевых заготовок | |
RU2209704C1 (ru) | Способ экспандирования заготовок | |
RU2686704C1 (ru) | Способ изготовления длинноосных изделий |