CZ2007513A3

CZ2007513A3 - Zpusob výroby plechové soucásti pro motorová vozidla

Info

Publication number: CZ2007513A3
Application number: CZ20070513A
Authority: CZ
Inventors: Knaup@Hans-Jürgen
Original assignee: Benteler Automobiltechnik Gmbh
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-03-12
Also published as: JP4608529B2; US20080053184A1; JP2008055511A; US7654124B2; CZ299907B6; FR2905291A1; DE102006040893B3; FR2905291B1

Abstract

Pri zpusobu výroby plechové soucásti pro motorovávozidla z ploštiny se tato ploština (7) na plechovou soucást (17) tvárí v tvárecím nástroji (1). Ploština (7) se nejprve ukládá na vzájemne protilehlých podélných stranách (8) mezi vnejší spodní tvárecí celisti (5). Vnejší spodní tvárecí celisti (5)se pohybují k sobe a ploština (7) se upíná. Následne se vnejší horní tvárecí celisti (6) uvádejí dosvojí uzavírací polohy a podélné strany (8) ploštiny (7) se polohove fixují mezi vnejšími spodními tvárecími celistmi (5) a vnejšími horními tvárecími celistmi (6). Pred nebo v první fázi vlastního tvárení se strední oblast (12) ploštiny (7) upíná vlisovacím nástroji (2) a vnejší tvárecí celisti (5 a 6) i lisovací nástroj (2) se pohybují relativne k sobe a plechová soucást (17) se tvárí na hotovo.

Description

Vynález se týká způsobu výroby plechové součásti pro motorová vozidla z ploštiny, přičemž ploština se na plechovou součást tváří v tvářecím nástroji.

Dosavadní stav techniky

Při sériové výrobě plechových součástí pro motorová vozidla se dnes táhnou nebo tvarově lisují součásti s relativně rovnoměrnými profily a velmi malými poloměry s a bez přidržovače plechu. To platí jak pro normální tváření za studená, tak také pro vytvrzování při lisování plechových součástí, při kterém se součásti v chlazeném nástroji při výchozí teplotě přes 900° C tváří za tepla a následně se v nástroji ochlazují a tím se vytvrzují.

V důsledku rozdílného zavádění ploštiny do tvářecího nástroje, závislého na četných faktorech, kolísá poloha ořezávacích hran relativně hodně, takže u většiny součástí je potřeba dodatečné ořezávání hran. Také poloha a tvar již dříve do ploštiny upravených děr kolísá občas tak hodně, že ve většině případů je nutné dodatečné děrování.

Dodatečné ořezávání a děrování je však nevýhodné zejména při součástech tvářených za tepla, vytvrzovaných při • ·

-2lisování. Především je k tomu nutný dodatečný pracovní krok, který však zejména u vytvrzovaných součástí tvářených za tepla není bez dalšího možné integrovat do výrobního procesu. Mechanické ořezávání vytvrzených plechů také představuje velmi vysoké nároky na nástroje a stroje a vede k vysokému opotřebení nástrojů. Především je pro ořez vždy nutný přídavek materiálu. Dále jsou technické a ekonomické možnosti mechanického ostřihování ohraničeny tloušťkou plechu a průběhem řezných hran. Nad takovýmito hranicemi se musí dělit tepelně, například prostřednictvím dělení laserem. Konečně mají mechanické a také tepelně oříznuté hrany v důsledku mikrotrhlin, vrubů a zpevnění, vznikajících při řezných operacích, horší pevnostní vlastnosti a jsou náchylné k trhlinám.

Podstata vynálezu

Základem vynálezu je tedy úkol, ukázat způsob výroby plechové součásti pro motorová vozidla z ploštiny, u kterého již není třeba dodatečné ořezávání a/nebo děrování.

Řešení tohoto úkolu spočívá podle vynálezu ve způsobu s kroky ukázanými v nároku 1.

K výrobě plechové součásti se nejprve ploština z ocelového plechu v tvářecím nástroji ukládá na vzájemně protilehlých podélných stranách mezi vnější spodní tvářecí čelisti. Následně se vnější spodní tvářecí čelisti pohybují k sobě a ploština se upíná. K tomu se vnější spodní tvářecí čelisti pohybují přes šoupátka nebo hydraulické, příp. elektrické servopohony rovnoměrně směrem dovnitř, takže se ploština fixuje mezi vnějšími spodními tvářecími čelistmi.

Tvářecí nástroj dále obsahuje vnější horní tvářecí čelisti. Ty se nyní uvádějí do svojí uzavírací polohy, přičemž podélné strany ploštiny se polohově fixují mezi vnějšími spodními tvářecími čelistmi a vnějšími horními tvářecími čelistmi. Vnější horní tvářecí čelisti svírají ploštinu, resp. podélné strany ploštiny mezi sebou a vnějšími spodními tvářecími čelistmi přesně polohovanou a pevně, takže ploština se v průběhu tváření nemůže posunovat.

Vnější tvářecí čelisti i mezi nimi uspořádaný lisovací nástroj se potom relativně vzájemně pohybují k sobě a plechová součást se tváří na hotovo. Při tom se ploština tváří kolem lisovníku lisovacího nástroje. Přitom se bere v úvahu, že se v průběhu tvářecího procesu mezi tvářecími prvky tvoří přebytek materiálu, který se při vytváření plechové součásti eliminuje.

také s tím lisovníkem a

Získává se plechová součást s definovanými oblastmi podélných hran vysoké kvality. Dodatečné ořezávání plechové součásti podél podélných stran nebo také dodatečné děrování již není třeba. Dále existuje při postupu podle vynálezu jenom velmi malý relativní pohyb mezi činnými prvky tvářecího nástroje a ploštinou. Tím je možno značně redukovat opotřebení nástrojů, tvoření rýh, oděr povlaku a jejich ulpívání a usazování v nástroji. Také jinak při tažení a tvarovém lisování nutné tvářecí štěrbiny při způsobu podle vynálezu neexistují. Tím je možno zabránit spojeným nevýhodám, jako je vzduch mezi matricía z toho vyplývající horší kontakt plechu s chlazeným nástrojem. Při tváření za studená vysoce pevných ocelí je zvláště výhodné, že nevzniká tak zvané křivení stěny výlisku a zpětné pružení profilu může být

-4poměrně jednoduše kompenzováno prostřednictvím přehnutí.

Především se nechají při tváření za tepla způsobem podle vynálezu realizovat velmi malé poloměry součástí. Vzhledem k tomu se může zastavěný prostor, který je k dispozici, lépe využívat, stejně jako materiál, a v důsledku toho i hmotnost vozidla se může uspořit.

Především se nechají způsobem podle vynálezu v protikladu k obvyklým tažením nebo tvarovým lisováním také vyrobit podříznuté plechové součásti, které se v rámci svojí elasticity nechají stáhnout z lisovníku, a to bez přídavných nákladů v jednom pracovním kroku. Odformování součástí s velmi malým podříznutím se uskutečňuje prostřednictvím jednoduchého rozehnutí v elastické oblasti. Při větších podříznutích se musí pouze lisovník nějakým mechanizmem, například tak zvaným plnicím šoupátkem, vybavit k odformování.

Výhodná provedení způsobu podle vynálezu jsou předmětem závislých nároků 2 až 11.

Při upínání ploštiny ve vnějších spodních tvářecích čelistech může tato dosednout na dorazy ve vnějších spodních tvářecích čelistech. Pokud je poloha děr upravených v ploštině důležitější, ukládají se přednostně tyto díry a ploština s děrami se fixuje na kolíkách pro zachycování ve vnějších spodních tvářecích čelistech.

Před nebo v první fázi vlastního tváření (způsobový krok d) ) se může středová oblast ploštiny upínat v lisovacím nástroj i.

• · · ·

-5• · ···· ·· ···· • · · · · · • · · · · ·

Přednostně se při tvářecím procesu vnější tvářecí čelisti, tedy vnější spodní tvářecí čelisti a vnější hodrí tvářecí čelisti, společně pohybují k lisovacímu nástroji a vertikálně k němu. Přitom se vnější spodní tvářecí čelisti a vnější horní tvářecí čelisti vzájemně blokují. Pohyb vnějších tvářecích čelistí se může uskutečňovat na zakřivené dráze. Dále je možné, že se posuvný pohyb vnějších tvářecích čelistí vytváří prostřednictvím klínových šoupátek a probíhá podél přímky.

Při způsobu podle vynálezu se plechová součást může tvářet jak za tepla, tak i za studená. Při tváření za tepla se výhodně provádí alespoň částečně vytvrzování plechové součásti ve tvářecím nástroji.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1-7 tvářecí proces ploštiny z ocelového plechu ve tvářecím nástroji v různých stádiích způsobu a obr. 8 variantu způsobu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Tvářecí proces se provádí ve tvářecím nástroji 1, ze kterého je na obr. 1 až 7 znázorněna právě vždy jenom pravá polovina. U tvářecího nástroje 1 se může jednat jak o

tvářecí nástroj za studená, tak i o tvářecí nástroj za tepla s integrovaným chlazením.

Tvářecí nástroj 1 obsahuje lisovací nástroj 2 se spodním lisovníkem 3 a horním přidržovačem 4, stejně jako s vnější spodní tvářecí čelistí 5 a s vnější horní tvářecí čelistí 6. Vnější tvářecí čelisti 5 a 6 jsou ve výchozí poloze při otevřeném tvářecím nástroji 1 uspořádány s odstupem a k lisovacímu nástroji 2.

K výrobě plechové součásti 17 se ploština 7 svými podélnými stranami 8 ukládá mezi ramenovité dorazy 9 ve vnějších spodních tvářecích čelistech 5 (obr. 1). Podélné strany 8 později tvoří obrys odstřižku, resp. podélné hrany hotové součásti. Pokud má být poloha děr, upravených předem v ploštině 7, s ohledem na pozdější součást zachována geometricky přesně, zachycují se tyto díry a na kolíkách 10 pro zachycování - jak je znázorněno na obr. 2 - se fixují ve vnějších spodních tvářecích čelistech.

Vnější spodní tvářecí čelisti 5 se pak přes šoupátko nebo hydraulický, příp. elektrický servopohon 11 stejnoměrně pohybují směrem dovnitř, aby se ploština 7 mezi dorazy 9 sevřela, příp. prostřednictvím kolíků 10 pro zachycování fixovala v děrách. Aby se dosáhlo jistého založení, bere se přitom v úvahu, že se plech poněkud vyklene, jak je možno seznat na obr. 2.

V příštím způsobovém kroku (viz k tomu obr. 3) se vnější horní tvářecí čelisti 6 uvádí do jejich uzavírací polohy a podélné strany 8 ploštiny 7 se polohově fixují mezi vnějšími spodními tvářecími čelistmi 5 a vnějšími horními tvářecími čelistmi 6. Vnější horní tvářecí čelisti 6 svírají

-7podélné strany 8 ploštiny 7 mezi sebou a vnějšími spodními tvářecími čelistmi 5 přesně polohované a tak pevně, že se ploština 7 v průběhu tvářecího procesu nemůže přesunout.

Před nebo v první fázi vlastního tváření se střední oblast 12 ploštiny 7 upíná mezi lisovníkem 3 a přidržovačem lisovacího nástroje 2.

V průběhu uzavíracího pohybu se vnější tvářecí čelisti a 6 mechanicky např. přes zakřivené dráhy 13 (jak je znázorněno na obr. 4), nakloněné roviny a podobně, nebo prostřednictvím hydraulických, příp. elektrických pohonů pohybují za zmenšení odstupu a tak směrem dovnitř na lisovací nástroj 2 a vertikálně, že nevzniká žádný relativní pohyb mezi ploštinou 7 a tvářecími čelistmi 5, 6 a vzniká nanejvýš nepatrný přebytek materiálu ve volných, neupnutých oblastech 14 ploštiny 7. Vnější horní tvářecí čelisti 6 se přitom tvarovým nebo třecím stykem s vnějšími spodními tvářecími čelistmi 5 tak zablokovávaji, příp. spřahují, že se s vnějšími spodními tvářecími čelistmi 5 pohybují směrem dovnitř, takže vzniká synchronní chod mezi vněšími tvářecími čelistmi 5 a 6. Tento pohyb může být, pokud je to nutné, vytvářen nebo podporován také oddělenými servophony.

V průběhu tváření se ploština 7 ohýbá přes tvářecí poloměry 15 na lisovníku 3 a tvářecí poloměry 16 na vnějších horních tvářecích čelistech 6 bez relativních pohybů, které by stály za zmínku, mezi lisovníkem 3, resp. vnější horní tvářecí čelistí 6 a ploštinou 7 (obr. 5).

Krátce před spodní úvrati tvářecího nástroje 1 dosahují vnější tvářecí čelisti 5 a 6 svojí horizontální koncovou polohu (obr. 6) , takže ploština 7, resp. z ní vytvořená • ·

plechová součást 17 je při dalším uzavíracím pohybu přes lisovník 3 tažena (šipka P) a vytvářena (obr. 7) . Prostřednictvím tím vytvořeného více nebo méně velkého prodloužení materiálu se mohou případná kolísání rozměrů ploštiny 7 stejně jako prostřednictvím opotřebení nástrojů nebo jinými příčinami podmíněné odchylky od požadované geometrie vyrovnávat. Získá se plechová součást 17 o vysoké kvalitě a definovaných podélných stranách 8, resp. hranách součásti. Dodatečný ořez plechové součásti 17 podél podélných stran 8 není potřebný. Poloha předděrovaných oblastí ploštiny 7 ve vztahu k hotové plechové součásti 17 se zachovává.

Varianta způsobu podle vynálezu se vysvětluje pomocí obr. 8. Také z tvářecího nástroje 18 podle obr. 8 je znázorněna jenom pravá polovina. Tvářecí nástroj 18 obsahuje opět lisovací nástroj 2 se spodním lisovníkem 3 a horním přidržovačem 4, stejně jako s vnějšími spodními tvářecími čelestmi 5 a vnějšími horními tvářecími čelistmi 6.

Ploština 7 se svými podélnými stranami 8 ukládá a upíná mezi dorazy 9 ve vnějších spodních tvářecích čelistech 5 a prostřednictvím vnějších horních tvářecích čelistí 6 polohově fixuje. Následně se vnější tvářecí čelisti 5 a 6 pohybují na lisovací nástroj 2 a vertikálně k němu. To se uskutečňuje prostřednictvím klínových šoupátek 19 podél lineárního vedení 20 na šikmo probíhajících přímkách 21. Obecně horizontální pohyb je na obr. 8 označen prostřednictvím šipky H, vertikální pohyb prostřednictvím šipky V. Lineární pohyb dolů vnějších tvářecích čelistí 5 a 6 prostřednictvím klínových šoupátek 19 na přímkách 21 je označen prostřednictvím šipky L.

V protikladu k pomocí obr. 1 až 7 popsaného postupu se ploština 7 při tvářecím procesu neupíná mezi lisovník 3 a přidržovač 4. Při uzavíracím pohybu vnějších tvářecích čelistí 5 a 6 se ploština 7 vybouluje směrem nahoru a potom se prostřednictvím vnějších tvářecích čelistí 5 a 6 přes lisovník 3 tváří na hotovo na plechovou součást 17, včetně případně nutného prodlužovacího postupu. V průběhu tvářecího prosesu se může mezi tvářecími prvky, tedy vnějšími tvářecími čelistmi 5 a 6 a lisovníkem 3 tvořit přebytek materiálu, který se při vytváření plechové součásti eliminuj e.

Claims

• · fc • fc · ·· fcfc · ·< »

PV2003í-5tó

1. Způsob výroby plechové součásti pro motorová vozidla^z ploštiny (7), přičemž ploština (7) se na plechovou součást (17) tváří v tvářecím nástroji (17), vyznačující se následujícími kroky:

a) ploština (7) se ukládá na vzájemně protilehlých

podélných stranách (8) mezi vnější spodní tvářecí čelisti (5), b) vnější spodní tvářecí čelisti (5) se pohybují k sobě a ploština (7) se upíná, c) vnější horní tvářecí čelisti (6) se uvádějí do

svojí uzavírací polohy a podélné strany (8) ploštiny (7) se polohově fixují mezi vnějšími spodními tvářecími čelistmi (5) a vnějšími horními tvářecími čelistmi (6),

d) vnější tvářecí čelisti (5 a 6) a lisovací nástroj (2) se pohybují relativně k sobě,

e) plechová součást (17) se tváří na hotovo.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se při způsobovém kroku d) středová oblast ploštiny (7) upíná v lisovacím nástroji (2).
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ploština (7) dosedne na dorazech (9) ve vnějších spodních tvářecích čelistech (5).
4, Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se ploština (7) fixuje na kolíkách (10) pro zachycování ve vnějších spodních tvářecích čelistech (5).
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se vnější tvářecí čelisti (5 a 6) pohybují k lisovacímu nástroji (2) a vertikálně k němu.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačující isti (5 a 6) se se tím, pohybuj í že na se vnější tvářecí zakřivené dráze (13) čel; 7. Způsob podle nároku 5, vyz n aču j í c í se tím, že

se vnější tvářecí čelisti (5 a 6) se pohybují podél přímky (21).
8. Způsob podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se plechová součást (17) při tváření na hotovo prodlužuje.
9. Způsob podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se vnější spodní tvářecí čelist (5) a vnější horní tvářecí čelist (6) vzájemně blokuj í.
10. Způsob podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že se plechová součást (17) v tvářecím nástroji (1) tváří za tepla a alespoň částečně se vytvrzuje.

-1211. Způsob podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že se plechová součást (17) v tvářecím nástroji (1) tváří za studená.