CZ283165B6 - Způsob lisování tabulových materiálů a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob lisování tažením na lisu za pomoci polštáře (12) z pružného materiálu, kde se tvarovaný plechový výstřižek (20) uloží na podložku, jejíž obvodová část tvoří dolní přidržovač (2) plechu a jejíž středová část tvoří matrici (3). Účinkem vnějšího posuvného ústrojí se horní přidržovač (9) plechu přiloží na obvodovou část plechového výstřižku (20) a pak se působením plunžru přiloží lisovník (11). V průběhu prvního období se přiloží působením plunžru pružný polštář (12) na plechový výstřižek (20) k provedení předtváření výstřižku tak, že se mu udělí povrch v podstatě stejný jako povrch hotového vyráběného dílce. Pak se v druhém období, stále působením plunžru, pokračuje ve snižování pružného polštáře (12) a zároveň se přemístí zcela nebo z části dno matrice (3) k provedení definitivního tvarování dílce.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu lisování tabulových materiálů, zejména velice tenkých plechových výstřižků o velkých rozměrech, které jsou použitelné například v automobilovém průmyslu a/nebo mají složitý tvar, a to za pomoci lisovníku, deformovatelného pod plunžrem. Vynález se rovněž týká zařízení k provádění tohoto postupu.

Dosavadní stav techniky

Lisování dílců o velkých rozměrech a se složitými tvary se obvykle provádí dvoufunkčními lisy. Tyto stroje obsahují v podstatě pevný stůl, zahrnující matrici a dvě nezávislá posuvná ústrojí, totiž vnější posuvné ústrojí, nesoucí přidržovač plechu, a středové posuvné ústrojí, zvané plunžr, nesoucí lisovník. Nejprve se sníží vnější posuvné ústrojí a přidržovač plechu, udrží se sevření plechového výstřižku a potom se působením středového posuvného ústrojí rychle sníží lisovník až do styku s plechovým výstřižkem a pokračuje se v jeho sestupu v době lisování tažením, a konečně se prakticky současně zvedne středové posuvné ústrojí a vnější posuvné ústrojí.

Tento klasický postup neumožňuje lisování velmi tenkých plechů, například o tloušťce menší než 45/100 mm, jelikož nepoddajnost matrice a lisovníku, jakož i sevření plechu přidržovačem plechu vyvolávají nehomogenní deformace, které se v určitých pásmech projevují prodloužením, jež může vyvolat nadměrné ztenčení v důsledku malé počáteční tloušťky, a v jiných pásmech se projeví zúženími, jež vedou k vyvolání ztluštěnin plechového výstřižku, jejichž důsledkem je tvoření záhybů.

U ocelí s vysokou mezí průtažnosti vyžaduje tato klasická technika lisováni tažením, aby k zabránění vzniku záhybů pod přidržovačem plechu působil tento přidržovač na plechový výstřižek velmi vysokým tlakem, který nemůže většina strojů dodat.

Je rovněž znám způsob, zvaný postup Guerin, podle něhož se lisovníkem vytvoří plechová tabule, spočívající na elastomerové hmotě. Lisovník se vtlačuje do elastomeru, tvořícího matrici, která nanáší plechový výstřižek proti lisovníku. Funkčním úkolem elastomeru tedy je, aby tvořil matrici. Hlavní nevýhodou tohoto postupu je skutečnost, že spotřebuje mnoho energie, a kromě toho nezabraňuje tvoření záhybů. Tlakové gradienty, vyvolávané deformací elastomeru, se ve skutečnosti zmenšují tou měrou, jakou se přibližuje horní povrch hmoty elastomeru, a zejména při vytváření hranatých tvarů je plechový výstřižek nedostatečně přidržován na svém okraji.

Je rovněž znám způsob tváření, který používá tlakové tekutiny pro vytvoření jednoduchých tvarů například půlkulových nebo/a rotačních. Avšak tato technika je použitelná jen pro tvary rotační nebo osově souměrné.

Z francouzských pat. spisů č. 2 564 339 a 2 590 814 je konečně znám způsob lisování tažením na pružném polštáři. Podle tohoto způsobu se plechový výstřižek, určený pro tvarování, umístí na pružném polštáři, na obvodovou oblast plechového výstřižku se působí vnějším posuvným ústrojím, nesoucím přidržovač plechu, tak, že se vyvolá tečení hmoty pružného polštáře pro deformování středové části plechového výstřižku tak, že se mu na konec předtvářecího období udělí povrch v podstatě stejný, jako povrch hotového výrobku, kterého má být dosaženo, a pak se za pomoci středového posuvného ústrojí působí lisovníkem na středovou část plechového výstřižku pro konečné dotvarování výrobku.

U tohoto způsobu se však přesto vyskytují pnutí, která mohou být originálně vyřešena způsobem podle vynálezu.

- 1 CZ 283165 B6

V okamžiku návratu pružného polštáře, to jest v okamžiku opětného vzestupu plunžru a přidržovače plechu, vzniká totiž sání, kterým působí pružný polštář na vytvořený dílec, což může vyvolat propadnutí dílce, zejména v případě velkorozměrných dílců. Kromě toho je třeba zdůraznit, že návrat pružného polštáře do výchozího stavu nastává od středu směru k obvodu, což sací účinek zvyšuje.

Z USA pat. spisu je rovněž znám způsob lisování, který provádí zároveň lisování na elastomeru a lisování pod tlakem tekutiny. Člen na bázi elastomeru, umístěný nad plechovým výstřižkem, není tvořen pouze elastomerovou hmotou, avšak obsahuje kromě toho membránu, nadouvatelnou tekutinou, což tento postup přibližuje hydraulickému tváření. Kromě toho neobsahuje tento postup první předtvářecí období, ve kterém předtvarovaný plechový výstřižek dostává povrch v podstatě stejný, jako povrch hotového výrobku.

Účelem vynálezu je vytvořit nový postup, který při podržení účinnosti i dlouhé životnosti polštáře z pružného materiálu umožňuje docílit lisované dílce o střední hloubce, ale o velkém povrchu, jako jsou automobilové dílce, jejichž středové části nemají prakticky nikdy rotační tvar, nýbrž mají složité nerozvinutelné tvary, a to bez problému sání as dosažením dalších níže uvedených výhod.

Podstata vynálezu

Vynález se tedy týká způsobu lisování tabulových materiálů, zejména plechů, na lisu za pomoci polštáře z pružného materiálu, kde se plechový výstřižek, určený k tvarování, umístí na podklad, jehož obvodová část tvoří dolní přidržovač plechu a jehož středová část tvoří matrici, působením vnějšího posuvného ústrojí se přiloží horní přidržovač plechu na obvodovou část plechového výstřižku, a potom se přiloží lisovník působením plunžru, přičemž způsob se vyznačuje tím, že v průběhu prvního období se působením plunžru přiloží na plechový výstřižek pružný polštář, tvořící tvárlivý lisovník, pro provedení předtvarování plechového výstřižku, jemuž se udělí povrch v podstatě stejný, jako povrch vyráběného hotového dílce, potom se v průběhu druhého období, stále působením plunžru pokračuje ve snižování pružného polštáře a současně se zcela nebo zčásti posouvá dno matrice pro vyvolání konečného přizpůsobení dílce.

Podle jednoho provedení vynálezu se při působení horního obvodového přidržovače plechu na plechový výstřižek provádí v místních pásmech zahýbání okraje plechového výstřižku.

Předmětem vynálezu je rovněž zařízení pro lisování tabulových materiálů, zejména plechových výstřižků, které obsahuje polštář z pružného materiálu, podklad pro tvarovaný plechový výstřižek, kde obvodová část tohoto podkladu tvoří dolní přidržovač plechu a jeho středová část tvoří matrici, dále ústrojí pro předtvarování plechového výstřižku, tvořené vnějším posuvným členem, nesoucím horní přidržovač plechu, a ústrojí pro konečné tváření plechového výstřižku, tvořené plunžrem, působícím na lisovník, přičemž toto zařízení je podle vynálezu vyznačeno tím, že polštář z pružného materiálu je umístěn nad plechovým výstřižkem a je proveden v jednom celku s lisovníkem svisle pohyblivým.

Podle dalšího provedení vynálezu má pružný polštář konstantní objem a sestává z tvárlivého a nestlačitelného materiálu, umístěného v obalu.

Matrice s výhodou obsahuje jádro a část, pohyblivou svisle a spolupracující s ústrojím pro regulaci posunutí uvedeného jádra k dosažení konečného dotvoření dílce.

Podle jiného provedení obsahuje matrice pevné jádro a část svisle pohyblivou a spolupůsobící s ústrojím pro regulování pohybu této pohyblivé části pro provedení definitivního dotvarování dílce.

Podle zvláštního provedení je soustava matrice svisle pohyblivá a spolupůsobí s ústrojím pro regulaci pohybu matrice za účelem provedení konečného dotvarování dílce.

-2 CZ 283165 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude nyní blíže vysvětlen na příkladu provedení v souvislosti s výkresy.

Obr. 1 znázorňuje v šikmém průmětu rozložené různé členy, tvořící lisovací zařízení podle vynálezu.

Obr. 2 znázorňuje schematicky a v šikmém průmětu matrici a uložení plechového výstřižku na této matrici před lisováním.

Obr. 3 až 6 znázorňují schematicky řezy podle čáry 3-3 na obr. 1 v průběhu za sebou jdoucích období tvarování dílce.

Obr. 7 znázorňuje v šikmém rozloženém průmětu první provedení lisovacího zařízení podle vynálezu.

Obr. 8 až 10 jsou schematické pohledy v řezu podle čáry 8-8 na obr. 7, a to v průběhu za sebou jdoucích období tvarování jednoho dílce.

Obr. 11 je pohled v řezu na druhé provedení lisovacího zařízení podle vynálezu.

Obr. 12 je pohled v řezu na třetí provedení lisovacího zařízení podle vynálezu.

Obr. 13 je diagram, znázorňující pracovní cyklus zařízení podle vynálezu v průběhu předtvarování jednoho dílce.

Příklady provedení vynálezu

Lisovací zařízení, znázorněné na obr. 1, obsahuje podstavec 1, jehož střední část tvoří uložení pro matrici 3, popřípadě odlitou z jednoho materiálu s podstavcem 1 a mající na své horní části vyhloubení, odpovídající profilu konečného dílce, který má být zhotoven.

Podstavec 1 má jednak vnitřní část, tvořící přidržovač 2 plechu, umístěný na úrovni vyšší než vyhloubení matrice 3, a jednak horní část, tvořící pásmo 2a obrubování nebo ohýbání okraje plechu 20.

Kromě toho obsahuje matrice 3 dutinu 4, do které vniká jádro 5, které se v ní posouvá a jehož horní strana doplňuje vyhloubení matrice 3 pro dosažení profilu hotového dílce.

Podle prvního provedení vynálezu, znázorněného na obr. 1, je jádro 5 pohyblivé a spolupracuje s regulačním ústrojím 6 pro regulaci posouvání jádra; ústrojí 6 může být tvořeno například mnohalamelovou brzdou, pružinou nebo i zdvihákem, a vůbec jakoukoliv vhodnou pomůckou.

Nad podstavcem 1 obsahuje lisovací zařízení těleso 7, jehož dolní část tvoří horní obvodový přidržovač 9 plechu.

Horní obvodový přidržovač 9 plechu má vnější rozměry menší než jsou rozměry podstavce 1, takže může vniknout do tohoto podstavce 1 až k dolnímu přidržovači 2 plechu.

Těleso 7 obsahuje prohlubeň 10, do které může vniknout lisovník 11. Lisovník 11 obsahuje polštář 12 z pružného materiálu a na horní straně nese desku 13. Těleso ]_ je ještě na obvodu opatřeno dvěma nad sebou ležícími přírubami 14 a 15.

První příruba 14 nese zdviháky 16, jejichž tyče procházejí druhou přírubou 15 skrze otvory 17 a spolupracují s deskou 13 lisovníku 11 pro vytvoření sou stavy pro opětné zvednutí lisovníku na konci tvářecího období a případně pro regulování tlaku horního přidržovače 9 plechu.

Plechový výstřižek 20 obsahuje v místních pásmech prostřižení, tvořící rohy 20a, které při položení plechového výstřižku na horní stranu podstavce 1 spočinou na určených pásmech 2a obroubení okraje, jak je to znázorněno na obr. 2. Ohnutí okraje se tedy provede ve vymezených

-3CZ 283165 B6 pásmech obvodového okraje plechového výstřižku, odpovídajících pásmům 2a horní části podstavce 1, jak bude vysvětleno níže.

Tváření plechového výstřižku 20 se provádí následujícím způsobem:

Nejdříve se plechový výstřižek 20 položí na horní stranu podstavce 1, který pouze přes rohy 20a spočívá na pásmech 2a (obr. 3). Jádro 5 vystupuje nad prohloubení matrice 3 a regulační ústrojí 6 po posun jádra 5 je zablokováno neznázoměnou vhodnou pomůckou.

V první době se vnější posuvné ústrojí 21 lisu (obr. 1), nesoucí pomocí příruby 15 těleso 7, snižuje postupně takovým způsobem, že horní přidržovač 9 plechu vyvolá v pásmech, kde je plechový výstřižek 20 opřen na pásmech 2a, obroubení okraje plechového výstřižku, který se přihne.

V průběhu tohoto prvního období se tedy místní pásma obvodové části plechového výstřižku 20, která by byla v podmínkách jiných než v podmínkách podle vynálezu podrobena silné redukci, zadrží mezi určenými pásmy 2a a přidržovačem 9 plechu, aby v těchto pásmech bylo provedeno obroubení okraje plechového výstřižku a tak bylo možno přidržet kov, který má být zúžen.

Potom plunžr 22 lisu přijde do styku s deskou 13 lisovníku 11 a vyvolá sestup pružného polštáře 12, jehož činná strana vstoupí do styku s plechovým výstřižkem 20.

V průběhu tohoto sestupu, kdy jádro 5 vystupuje ven (obr. 5), se stlačuje pružný polštář 12 a působením tohoto stlačování vyvolává deformace plechového výstřižku 20, takže nastane předběžné tváření tohoto výstřižku, při kterém se mu udělí povrch v podstatě stejný, jako je povrch vytvářeného dílce.

Obr. 6 znázorňuje období konečného utváření dílce. Plunžr 22 sestoupí do své dolní polohy a vyvolá pomocí pružného polštáře 12 konečné utváření dílce, který byl předformován v průběhu první části sestupu.

Zároveň se sestupem středového plunžru 22 a lisovníku 11 se odblokuje regulační ústrojí 6, takže pohyblivé jádro 5 odtáhne a uvolní rozvinuté oblasti plechu, potřebné k přizpůsobení hotového dílce.

Tlaková napětí, vyvolaná podepřením plechového výstřižku 20 na matrici 3 přes pružný polštář 12, se působením tohoto pružného polštáře přeměňují na taková napětí, působící na celý povrch plechového výstřižku, a vyvolají pohyb tohoto výstřižku v celém objemu, který je k dispozici.

V průběhu těchto období stlačuje kromě toho deska 13 lisovníku 11 zdviháky 16, což má rovněž za následek regulaci síly, kterou horní přidržovač 9 plechu působí na obvodový okraj plechového výstřižku 20.

Období uvolnění tvarovaného dílce začíná nejdříve opětným vzestupem plunžru 22, což uvolní lisovník 11. Působením zdviháků 16 se opět zvedne lisovník 11 a unáší s sebou pružný polštář 12. Odloupnutí pružného polštáře 12 od tvarovaného dílce se provádí od obvodu směrem ke středu, takže vzduch vnikne mezi dílec a vnější stranu polštáře a tak zabrání projevům sání.

Potom znovu vystoupí vzhůru vnější posuvné ústrojí 21 a unáší těleso 7, čímž definitivně uvolní tvarovaný dílec, který může mít takový tvar, jak znázorněno na obr. 1.

Podle jiného provedení, znázorněného na obr. 7 až 10, je podstavec 1, nesoucí matrici 3, pohyblivý svisle a za tím účelem spočívá na podložce 30, která spolupracuje a regulačním ústrojím 31 pro posouvání podstavce, tvořeným například mnohalamelovou brzdou, pružinou, zdvihákem nebo jakoukoliv vhodnou soustavou.

Jako u předešlého provedení obsahuje matrice 3 dutinu 4, do které vniká jádro 32, jehož horní strana doplňuje prohloubení matrice 3 pro obdržení hotového dílce. U tohoto provedení je jádro 32 pevné.

Sestup a regulace působení síly tělesa 4 účinkem vnějšího posuvného ústrojí 21 se provádí působením pružin 33, vedených sloupky 34, vloženými mezi vnější posuvné ústrojí 21 a těleso 7.

-4CZ 283165 B6

Úkony zahýbání obvodového okraje plechového výstřižku v místních pásmech (obr. 8) a předtvarování výstřižku (obr. 9) se provádějí stejně jako u předcházejícího provedení, a to postupným snižováním horního přidržovače 9 plechu a lisovníku 11. přičemž ústrojí pro regulaci posunu podstavce 1 je zablokováno.

Naproti tomu se současně stvarovacím dějem (obr. 10) odblokuje regulační ústrojí 31 pro posouvání podstavce L takže se uvolní rozvinuté plochy plechu snižováním matrice 3 při tomto tvářecím ději.

Podle ještě dalšího provedení vynálezu, znázorněného na obr. 12, obsahuje lisovací zařízení prostředky pro absorbování přebytečného objemu pružného polštáře 12 oproti objemu, určenému povrchem hotového vyráběného dílce. V průběhu předtvářecího období deformuje totiž sestup pružného polštáře 12 středovou část plechového výstřižku, přičemž mu však udělí na konci předtvářecího období povrch v podstatě stejný, jako je povrch vyráběného hotového dílce. Pokračování ve snižování pružného polštáře 12 .pro konečné tvarování plechového výstřižku má za následek zvýšení tlaku v polštáři a v hotoveném dílci, případně i rozdíl objemu tohoto polštáře mezi předtvářecím obdobím a tvarovacím obdobím.

Za tím účelem obsahuje lisovník 11 (obr. 12) horní část 11a a dolní část 1 lb, mezi nimiž jsou vloženy pružiny 40, nebo nějaký ekvivalentní systém. Tyto pružiny 40 se nad určitým tlakem stlačují, aby absorbovaly přebytečný objem pružného polštáře.

Prostředky pro absorbování přebytečného objemu pružného polštáře mohou být rovněž upraveny v sousedství tohoto polštáře, jako například v postranních stěnách tělesa 7.

Na diagramu na obr. 13 znázorňuje křivka I cyklus vnějšího posuvného ústrojí 21 a křivka II znázorňuje cyklus plunžru 22. Pohyb vnějšího posuvného ústrojí 21 se děje na vzdálenosti A a pohyb plunžru 22 na vzdálenosti B.

Na tomto diagramu se pro každý cyklus nachází v místě C ohnuté okraje plechového přístřižku ve vymezených oblastech, v místě D chování plechového přístřižku a jeho obvodového okraje, v místě C operace předtvarování a v místě F operace tvarování dílce.

Kombinace přehýbání okraje v místních pásmech a užití pružného polštáře umožňuje dosáhnout dílců o složitých nerozvinutých tvarech u plechů s malou deformovatelností a malou tloušťkou.

Pružný polštář má konstantní objem a může být tvořen deformovatelným a nestlačitelným materiálem, případně umístěným v obalu. Tento materiál může být tvořen elastomerem nebo jakýmkoliv jiným materiálem, vyhovujícím daným podmínkám.

I když byl vynález shora popsán v souvislosti s tvarováním plechového výstřižku, tedy tenkých desek obecně kovových, není nikterak omezen na tuto aplikaci. Způsobu podle vynálezu lze užít i pro tenké desky zejména z plastické hmoty.

Rovněž pod pojmem plech je třeba obecně rozumět tenkou desku z tabulového materiálu, aniž by jeho dosah byl omezen na kovové výrobky.

Výhoda způsobu a zařízení podle vynálezu záleží v tom, že na stejném dvoučinném lisu lze zvětšit možné rozměiy hotového lisovaného dílce ve srovnání s vyřešením lisováni na pružném polštáři podle francouzských pat. spisů č. 2 564 339 a 2 590 814.

Rovněž objem pružného polštáře je menší než u shora uvedených řešení. Prostorové chování hotového dílce je stejné jako u dílců, vyrobených klasickým způsobem, takže lze jím dále mechanicky manipulovat bez nutnosti změny materiálu.

Claims (11)

1. Způsob lisování tabulových materiálů, zejména plechů, tažením na lisu za pomoci polštáře z pružného materiálu, kde se plechový výstřižek, určený k tvarování, umístí na podkladu, jehož obvodová část tvoří dolní přidržovač plechu a středová část tvoří matrici, působením vnějšího posuvného zařízení se přiloží horní přidržovač plechu na obvodovou část plechového výstřižku a potom se přiloží působením plunžru lisovník, vyznačující se tím, že se nejprve působením plunžru přiloží na plechový výstřižek pružný polštář, tvořící tvárlivý lisovník pro provedení předtvarování plechového výstřižku, čímž se docílí povrch v podstatě stejný, jako je povrch vyráběného hotového dílce, a potom se za stálého působení plunžru pokračuje ve snižování pružného polštáře a současně se zcela nebo zčásti posouvá dno matrice pro konečné vytvarování dílce.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se při působení horního přidržovače plechu na plechový výstřižek provádí v místních pásmech obrubování okraje plechového výstřižku.

3. Zařízení k provádění tohoto způsobu, které obsahuje polštář z pružného materiálu, podklad pro tvarovaný plechový výstřižek, kde obvodová část tohoto podkladu tvoří dolní přidržovač plechu a jeho středová část tvoří matrici, dále ústrojí pro předtvarování plechového výstřižku, tvořené vnějším posuvným členem, nesoucím horní přidržovač plechu, a ústrojí pro konečné tvarování plechového výstřižku, tvořené plunžrem, působícím na lisovník, vyznačující se tím, že polštář (12) z pružného materiálu je umístěn nad plechovým výstřižkem (20) a je proveden v jeden celek s lisovníkem (11) svisle pohyblivým.

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že pružný polštář (12) má konstantní objem a je tvořen deformovatelným a nestlačitelným materiálem, umístěným v obalu.

5. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že matrice (3) obsahuje pevnou část a jádro (5), pohyblivé a svisle napojené na zařízení (6) pro regulování posunu jádra (5)·

6. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že matrice (3) obsahuje pevné jádro (32) a pohyblivou část svisle napojenou na zařízení (31) pro regulování posunu pohyblivé části.

7. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že matrice (3) je svisle pohyblivá a je napojena na zařízení (31) pro regulování posunu matrice (3).

8. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 3až7, vyznačující se tím, že obsahuje prostředky (16, 33) pro regulování horního přidržovače plechu (9) na obvodovém pásmu plechového výstřižku (20).

9. Zařízeni podle kteréhokoli z nároků 3až8, vyznačující se tím, že obsahuje pružinu (40) pro absorpci objemu, přesahujícího pružný polštář (12), v poměru daném povrchem konečného vyráběného dílce.

10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že pružina (40) pro absorpci přebytečného objemu pružného polštáře je umístěna v lisovníku (11).

-6CZ 283165 B6

11. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že pružina (40) pro absorpci přebytečného objemu pružného polštáře je umístěna v jeho blízkosti.