CZ297850B6 - Zpusob výroby soucástí z ocelového plechu tvárením za studena a desticka z ocelového plechu na výrobu soucásti tvárením za studena - Google Patents

Zpusob výroby soucástí z ocelového plechu tvárením za studena a desticka z ocelového plechu na výrobu soucásti tvárením za studena Download PDF

Info

Publication number
CZ297850B6
CZ297850B6 CZ20012750A CZ20012750A CZ297850B6 CZ 297850 B6 CZ297850 B6 CZ 297850B6 CZ 20012750 A CZ20012750 A CZ 20012750A CZ 20012750 A CZ20012750 A CZ 20012750A CZ 297850 B6 CZ297850 B6 CZ 297850B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
plate
sheet
thickness
blank
cold
Prior art date
Application number
CZ20012750A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20012750A3 (cs
Inventor
Kibben@Martin
Flehming@Thomas
Blümel@Klaus
Original Assignee
Thyssen Krupp Stahl Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssen Krupp Stahl Ag filed Critical Thyssen Krupp Stahl Ag
Publication of CZ20012750A3 publication Critical patent/CZ20012750A3/cs
Publication of CZ297850B6 publication Critical patent/CZ297850B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0815Making tubes with welded or soldered seams without continuous longitudinal movement of the sheet during the bending operation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/065Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes starting from a specific blank, e.g. tailored blank
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing
    • B21D22/201Work-pieces; preparation of the work-pieces, e.g. lubricating, coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/005Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00 characterized by the material of the blank or the workpiece
    • B21D35/006Blanks having varying thickness, e.g. tailored blanks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49764Method of mechanical manufacture with testing or indicating
    • Y10T29/49771Quantitative measuring or gauging
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49789Obtaining plural product pieces from unitary workpiece
    • Y10T29/49798Dividing sequentially from leading end, e.g., by cutting or breaking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49805Shaping by direct application of fluent pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Pri provádení zpusobu výroby soucástí z ocelovéhoplechu tvárením za studena se vytvorí desticka (P) ze základního plechu (G) a plechového výstrizku (1, 2) spojeného s tímto základním plechem (G) a tato desticka (P) se následne tvárí za studena na soucást. Základní plech (G) sestává z prvního ocelového materiálu. Alespon jedna cást základního plechu (G) se nahradí plechovým výstrizkem (1, 2), který se od prvního ocelového materiálu lisí ve své tloustce (D1, D2) a/nebo alespon jednou vlastností materiálu. Tloustka (D1, D2) nebo odlisná vlastnost materiálu a geometrie plechového výstrizku (1, 2), jakoz i jeho poloha v desticce (P), jsou urcenytokem materiálu v prubehu následne provádeného tvárení za studena. U desticky z ocelového plechu navýrobu soucásti tvárením za studena nahrazuje plechový výstrizek (1, 2) alespon jednu cást základního plechu (G). Plechový výstrizek (1, 2) je proveden z ocelového materiálu lisícího se od základníhoplechu (G) desticky (P) svou tloustkou (D1, D2) a/nebo alespon jednou vlastností materiálu. Jeho geometrie, vlastnost materiálu, tloustka a/nebo poloha jsou urceny tokem materiálu nastávajícím v prubehu tvárení za studena desticky (P).

Description

Způsob výroby součástí z ocelového plechu tvářením za studená a destička z ocelového plechu na výrobu součásti tvářením za studená
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby součástí z ocelového plechu tvářením za studená a destičky z ocelového plechu na výrobu součásti tvářením za studená.
Dosavadní stav techniky
Při výrobě součástí z ocelového plechu bývají obvykle nejprve zhotoveny rovinné výstřižky z plechu, které jsou pak v jedné nebo více operacích tvářeny za studená do konečného tvaru. Zejména u větších součástí, zhotovovaných z jednoho plechového výstřižku, bývá obvykle předem stanovena tloušťka a vlastnosti použitého ocelového plechu, a to s ohledem na oblast použití součásti, která je v praktickém provozu vystavena vysokému zatížení.
V praxi se ukazuje, že při procesu tváření ocelových plechů za studená vznikají potíže například tehdy, jestliže tímto způsobem tvarování se dosáhne konečného tvaru součásti, nebo když použitý ocelový plech sice splňuje požadavky na mechanickou zatížitelnost, zároveň ale v důsledku svých materiálových vlastností je jen obtížně tvarovatelný. Tvarovatelnost ocelového plechu tak může být s ohledem na jeho nezbytnou tloušťku podstatně ztížena.
Například při výrobě trubek, které mají tvar oblouku, lze jen zřídka zabránit tomu, aby v oblasti vnějšího oblouku, resp. vnějšího zakřivení trubky, docházelo k přílišnému zeslabení materiálu a tím i k tvorbě trhlin, zatímco v oblasti vnitřního oblouku, resp. vnitřního zakřivení trubky, v důsledku přílišného nahromadění materiálu, nedocházelo ke zvrásnění, resp. k tvorbě záhybů. Nebezpečí tvorby záhybů v průběhu ohýbání může být zmírněno použitím speciálních ohýbacích trnů. Současně může být úbytek tloušťky materiálu v oblasti vnějšího oblouku trubky v průběhu ohýbání do značné míry ovlivněn posouváním trubky během procesu ohýbání. Obě zmíněná opatření však předpokládají vysoké náklady na strojní vybavení.
Dalším příkladem součástí, jejichž tvar je obtížně tvarovatelný tvářením za studená, jsou hlubokotažné kalíšky, které mají hranatou základnu. K tomu, aby se u těchto součástí, zhotovených hlubokým tažením, zabránilo tvorbě záhybů v oblasti rohů, jsou používány hlubokotažné nástroje opatřené brzdicími žebry, které zabraňují přílišnému toku materiálu. Na jiných místech, v nichž je žádoucí, aby zde tvářením zpracovávaný materiál byl k dispozici ve větším množství je hlubokotažný nástroj mazán, za účelem snížení tření mezi nástrojem a ocelovým plechem. Rovněž v tomto případě jsou náklady spojené s tímto opatřením příliš vysoké a u určitých nástrojů nevedou k požadovanému výsledku.
Problémy při tváření za studená, způsobené vlastnostmi materiálu určeného k tváření za studená, vznikají například proto, že musí být použit materiál o velké tloušťce, nebo s obzvlášť vysokou pevností, aby vyhovoval požadavkům, které jsou na součásti kladeny. Takové ocelové plechy bývají do požadovaného tvaru tvarováním za studená obvykle špatně tvářítelné.
U jednoho ze známých způsobů výroby dílů karoserie hlubokým tažením podle evropského patentového spisu EP-A1 0 906 799, jsou na plechové desky ze základního ocelového materiálu navařeny ve stanovených oblastech plechové přířezy. Navařením plechových přířezů jsou tyto desky zesíleny tak, že z nich zhotovené součásti bezpečně splňují požadované mechanické vlastnosti. Aby na desku navařený plechový přířez vykazoval rovněž dostatečnou tvářitelnost, je na jeho povrchu vytvořeno nahromadění materiálu.
- 1 CZ 297850 B6
Způsob známý z evropského patentového spisu EP-AÍ 0 906 799 sice umožňuje zhotovení součástí, které při nižší váze vykazují vysoké mechanické zatížení, ovšem v praxi se ukazuje, že tvarování takto zesílených desek, vzdor zvláštní úpravě zesilovacích plechů, je značně obtížné. To platí zejména tehdy, jestliže již základní plech, na který je posléze navařen zesilovací plech, vykazuje špatné tvarovací vlastnosti.
Další spis EP-A 869 265 se týká tepelně zatěžovatelného vodícího elementu pro vedení tekutin, zejména kolena výfuku pro spalovací motory, s alespoň jednou přírubou na straně motoru a alespoň jednou přírubou na straně výfuku, mezi nimiž se rozkládá stěna. Tato stěna sestává v podstatě z různých plechů navzájem spojených laserovým svařováním. Tyto plechy mohou mít různou tloušťku a/nebo sestávají z různých slitin. Dále mohou být navzájem svařeny buď v nepřetvořeném, nebo přetvořeném stavu. Hlavním úkolem tohoto způsobu není vylepšení postupu přetváření, nýbrž to, aby hotová součást měla co nej rovnoměrnější tloušťku stěn a aby přitom zejména v oblastech, které jsou v průběhu tváření silně namáhány, nedocházelo k žádnému nadměrnému ztenčování plechu.
Podstata vynálezu
Vycházeje z výše zmíněného stavu techniky, je úkolem vynálezu vytvořit takový způsob výroby součástí, kterým jsou zaručeny lepší výsledky při jejich tváření za studená, popřípadě takový způsob, který vůbec poprvé umožňuje zhotovení dílů určitého tvaru. Rovněž desky by měly být vytvořeny tak, aby vykazovaly zlepšenou schopnost tváření.
Výše zmíněný úkol splňuje způsob výroby součástí z ocelového plechu tvářením za studená, při němž se vytvoří destička ze základního plechu a plechového výstřižku spojeného s tímto základním plechem a tato destička se následně tváří za studená na součást, podle tohoto vynálezu, jehož podstatou je, že základní plech sestává z prvního ocelového materiálu, že alespoň jedna část základního plechu se nahradí plechovým výstřižkem, který se od prvního ocelového materiálu liší ve své tloušťce a/nebo alespoň jednou vlastností materiálu, a že tloušťka nebo odlišná vlastnost materiálu a geometrie plechového výstřižku, jakož i jeho poloha v destičce, jsou určeny tokem materiálu v průběhu následně prováděného tváření za studená.
Destička z ocelového plechu pro výrobu součástí tvářených za studená je tedy podle tohoto vynálezu vytvořena ze základního ocelového materiálu, který je alespoň zčásti nahrazen plechovým výstřižkem, který se svoji tloušťkou a/nebo vlastnostmi materiálu, od základního ocelového materiálu destičky liší, přičemž geometrie, vlastnosti materiálu, tloušťka a/nebo poloha plechového výstřižku jsou stanoveny na základě nastávajícího toku materiálu v průběhu tváření za studená.
Podle vynálezu tedy nejsou poloha, tvar a/nebo vlastnosti materiálu plechového výstřižku vsazeného v destičce stanoveny na základě požadavků kladených na součást z ní vyrobenou tak, jak bylo doposud podle současného stavu techniky prováděno, nýbrž je brán především zřetel na vyskytující se tok materiálu při tváření za studená. Překvapivě bylo zjištěno, že umístěním plechových výstřižků podle vynálezu na místech, v nichž dochází ke kritickému nebo nedostatečnému tečení materiálu, je možno vyrobit součásti, které před tím nemohly být obvyklými způsoby tvářením za studená zhotoveny.
Plechové výstřižky jsou podle vynálezu v destičce umístěny tak, aby byla docílena rezerva materiálu při tvarování v těch oblastech, ve kterých při tváření za studená dochází k obzvlášť velkému toku materiálu. Podle vynálezu mohou být rovněž ty oblasti, ve kterých při tváření za studená dochází k pěchování materiálu, určeny tak, aby při nahromadění materiálu nevznikalo nebezpečí tvorby záhybů. Proto u způsobu podle vynálezu mohou být plechové výstřižky v destičce umístěny tak, aby bylo docíleno nucených deformací, které nemohou být dosaženy přímým působením použitého tvářecího nástroje.
-2CZ 297850 B6
Způsob podle vynálezu je rovněž možno uplatnit i v takových případech, kdy destička je zhotovena z těžko tvarovatelného ocelového plechu, který je však vzhledem ke svým mechanickým vlastnostem pro výrobu součástí optimální. V důsledku cíleného umístění plechového výstřižku v destičce, které má na tváření podstatný vliv, je tak možno použít i destičky zhotovené z těžko tvarovatelného ocelového materiálu.
Umístěním plechového výstřižku v destičce ze základního ocelového materiálu tak mohou být odstraněny chyby při procesu tváření. Těmi jsou zejména místa, ve kterých dochází k přetížení materiálu, místně ohraničené nedostatečné přetvoření materiálu v důsledku napětí ležících na počátku procesu tváření pod mezí kluzu, případně přerušení procesu tváření v důsledku nenadálého snížení meze kluzu během procesu tváření. Vynález tak představuje způsob, který umožňuje bezpečné zhotovení komplexně tvarovaných výrobků. Umístěním plechového výstřižku v destičce ze základního ocelového materiálu tak mohou být tvářeny za studená rovněž výrobky, zhotovené jen z obtížně tvářitelných materiálů.
Požadované vlastnosti plechového výstřižku, tj. jeho tloušťku, geometrii a/nebo jeho umístění v destičce ze základního ocelového plechu, je možno stanovit jednoduchým způsobem tak, že v prvém krokuje nejprve použita součást, zhotovená ze vzorové destičky sestávající pouze ze základního ocelového materiálu. Poté jsou na takto zhotovené součásti vyznačeny oblasti, ve kteiých dochází k nedostatečnému přetvoření, jejichž prostřednictvím jsou pak při následném zpětném sledování procesu tváření stanovena místa, ve kterých mají být do destičky ze základního ocelového materiálu vsazeny plechové výstřižky. Při praktických pokusech přitom bylo zjištěno, že přetvoření vzorové destičky do tvaru hotové součásti, stanovení oblastí nedostatečného přetvoření a zpětné sledování procesu tváření, může být provedeno za pomoci modelového výpočtu metodou dokončených součástí.
Varianta, která prostřednictvím praktických pokusů umožňuje zjištění potřebných údajů pro umístění plechového výstřižku v destičce ze základního ocelového materiálu, spočívá v tom, že povrchová plocha vzorové destičky je opatřena rastrovými body. Při přetvoření vzorové destičky do konečného tvaru součásti jsou pak stanoveny rastrové body, které leží v oblasti nedostatečného přetvoření. Na základě porovnání polohy těchto rastrových bodů na hotovém výrobku s polohou příslušných rastrových bodů na nedeformované vzorové destičce jsou stanoveny oblasti, ve kterých mají být vsazeny plechové výstřižky. Přiřazení polohy rastrových bodů na výrobku k poloze rastrových bodů na nedeformovaném výrobku přitom může být samozřejmě provedeno pomocí počítače.
Má-li být v průběhu procesu tváření za studená docíleno přetvoření destičky na jednom určitém místě, nebo má-li být potlačeno hromadění materiálu a zamezeno tak tvorbě záhybů, může to být způsobem podle vynálezu dosaženo tím, že plechový výstřižek vykazuje menší schopnost tváření než základní ocelový materiál destičky, kterým je plechový výstřižek obklopen. Takto uzpůsobený a v destičce umístěný plechový výstřižek zabraňuje toku materiálu a přispívá tak dobré tvárnosti destičky.
V některých případech je však výhodnější, jestliže výstřižek z plechu vykazuje větší míru plasticidy než ocelový materiál destičky, který je obklopuje. Tímto opatřením je možno například zabránit tomu, aby na těch místech, ve kterých dochází v průběhu procesu tváření za studená k obzvlášť silnému tečení materiálu, docházelo k zeslabení materiálu. Tím je účinně potlačeno nebezpečí vzniku trhlin. V této souvislosti je obzvlášť výhodné, jestliže tloušťka plechového výstřižku je po procesu tváření za studená v podstatě stejná jako tloušťka ocelového plechu destičky. U tohoto provedení vynálezu jsou tloušťka a materiálové vlastnosti plechového výstřižku vsazeného v destičce voleny tak, že z destičky tvarovaná součást vykazuje jednotlivý vnější tvar.
Podle druhu výrobku, který jez destičky podle vynálezu zhotoven, je výhodné, jestliže tloušťka plechového výstřižku uspořádaného v té oblasti, ve které v průběhu procesu tváření za studená
-3 CZ 297850 B6 dochází k výraznému namáhání tahovým napětím, je větší než tloušťka ocelového plechu destičky, který plechový výstřižek obklopuje. Například při výrobě zakřivených trubek je možno uspořádáním takto uzpůsobených plechových výstřižků zabránit většímu zeslabení stěn, popřípadě vzniku trhlin, na vnějším oblouku trubky. Za stejným účelem může být v oblasti, ve které v průběhu procesu tváření za studená dochází k výraznému namáhání tahovým napětím, uspořádán plechový výstřižek, jehož mezi kluzu je vyšší než mez kluzu ocelového plechu destičky, který plechový výstřižek obklopuje.
Dochází-li během procesu tváření za studená v určitých oblastech destičky k výskytu tlakového napětí, a tím k pěchování materiálu, je výhodné, jestliže v této oblasti je uspořádán plechový výstřižek, jehož mez kluzu je nižší než mez kluzu ocelového plechu destičky, který plechový výstřižek obklopuje. Rovněž je účinné, jestliže tloušťka v této oblasti vsazeného plechového výstřižku je menší než tloušťka jej obklopujícího ocelového plechu destičky.
Obě výše zmíněná opatření jsou pak výhodná v těch případech, kdy vzniká nebezpečí tvorby záhybů v těch oblastech, ve kterých dochází k minimálnímu tváření za studená. Nevyskytne-li se tento případ, může být vznik záhybů v oblastech namáhaných tlakovým napětím potlačen tak, že v příslušné oblasti je upraven plechový výstřižek, jehož tloušťka je větší než tloušťka ocelového plechu destičky, který jej obklopuje. Takto uzpůsobený plechový výstřižek účinně zabraňuje uvolnění společně stlačovaných ocelových materiálů. Zejména v kombinaci takového plechového výstřižku, s plechovým výstřižkem vsazeným v destičce pro tvorbu vnějšího oblouku který vykazuje větší tloušťku a/nebo mez kluzu, jsou při výrobě trubek tímto způsobem vytvořena ucelená zakřivení.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je dále blíže objasněn na jednom z příkladných provedení, které je znázorněno na výkresech, na nichž obr. 1 znázorňuje destičku v pohledu shora, obr. Ia zobrazuje řez podél čáry X-X na obr. 1, a obr. 2 znázorňuje v perspektivním pohledu trubku zhotovenou z destičky znázorněné na obr. 1.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 znázorněná destička P je v podstatě vytvořena ze základního plechu G, který sestává z prvního ocelového materiálu. Vlastnosti tohoto základního ocelového materiálu a jeho tloušťka D jsou přizpůsobeny zatížení, kterému je při praktickém provozu vystavena trubka R zhotovená z destičky P. Jak je znázorněno na obr. 2, trubka R vykazuje ve své středové části zakřivení K.
V oblasti I, ze které je z destičky P vytvarován vnitřní oblouk trubky R se zakřivením K, je v destičce P vsazen plechový výstřižek L Za tímto účelem je známým způsobem v základním plechu G destičky P vytvořen výřez, který odpovídá tvaru plechového výstřižku 1. Následně je plechový výstřižek 1 vsazen do výřezu a na svých okrajových částech svařen se základním plechem G, například pomocí laseru. Stejným způsobem je též v oblasti A destičky P, ze které je vytvarován vnější oblouk trubky R se zakřivením K, vsazen do destičky P plechový výstřižek 2.
Plechový výstřižek 1 je zhotoven z ocelového materiálu, který vykazuje nižší mez kluzu než základní ocelový materiál, z něhož je základní plech G destičky P vyroben. Tloušťka Dl plechového výstřižku 1 je přitom větší než tloušťka D základního plechu G. Rovněž tloušťka D2 plechového výstřižku 2 je větší než tloušťka D základního plechu G.
-4CZ 297850 B6
Při výrobě trubky R je nejprve vystřižen plech ze základního plechu G, do něhož jsou pak následně vsazeny plechové výstřižky 1 a 2. Takto vytvořená destička P je poté nejprve známým způsobem tvarována do tvaru rovné trubky a svařena podélným svarem.
V poslední pracovní operaci je pak polotovar v příslušném ohýbacím zařízení tvářením za studená ohnut do tvaru trubky R se zakřivením K. Přitom plechový výstřižek 2 představující rezervu materiálu a při ohýbání trubky R vystavený působení tahových napětí na základě svého tvaru, své polohy v destičce P, svých materiálových vlastností a své tloušťky D2 brání tomu, aby v oblasti A vnějšího oblouku zakřivení K došlo k nadměrnému ztenčení materiálu, nesoucímu s sebou nebezpečí vzniku trhlin. Stejným způsobem jsou poloha plechového výstřižku 1 v destičce P, jeho mez kluzu a jeho tloušťka Dl zvoleny tak, aby plechový výstřižek 1 v oblasti I, tvořící vnitřní oblouk, zabránil vzniku záhybů, které by mohly vzniknout bez použití plechového výstřižku 1 na základě tlakových napětí panujících v oblasti I vnitřního oblouku v průběhu ohýbání a vyvolávajících napěchování tam přítomného materiálu plechu.
Umístění v destičce P, materiálové vlastnosti, tloušťka a geometrie plechových výstřižků 1, 2 jsou zjišťovány například prostřednictvím modelových výpočtů podle metody dokončených součástí. Přitom bylo nejprve na základě rovinné, pouze virtuálně existující, vzorové destičky, sestávající ze stejného materiálu jako základní plech G, napodobeno tváření za studená až do hotově přetvořené virtuální trubky, jejíž tvar odpovídal tvaru trubky R, která má být vyrobena. Na takto vytvořeném modelu trubky byly potom označeny oblasti, v nichž došlo k nadměrnému zeslabení součásti, tj. ve vnějším oblouku, popřípadě ke vzniku záhybů, tj. ve vnitřním oblouku. Rovněž byla zjišťována velikost, druh a průběh vad vzniklých přetvořením.
Následně se zpětně sleduje proces průběhu tvarování při zachování označení až do stadia, kdy se vzorová destička nachází opět ve svém rovinném výchozím stavu. V tomto stavu bylo možno zjistit pomocí označení polohu a tvar oblastí, do kterých byly vsazeny plechové výstřižky 1, 2. Potřebné materiálové vlastnosti a tloušťka plechových výstřižků 1, 2 potom byly následně stanoveny na základě vad a deformací zjištěných na virtuální trubce.
Podle jednoho z alternativních způsobů byly kroky potřebné pro dimenzování plechových výstřižků 1, 2 zjištěny technikou měření pomocí rastru. Za tím účelem byla skutečně existující rovinná vzorová destička, sestávající z téhož materiálu jako základní plech G, opatřena v nezdeformovaném stavu rastrovými body. Byly zjištěny prostorové souřadnice těchto rastrových bodů a uloženy v paměti počítače. Následně byla vzorová destička přetvořena za studená do tvaru trubky R. Touto deformací došlo k posunutí rastrových bodů podle toku materiálu vzorové destičky. Byly zjištěny souřadnice rastrových bodů na vytvořené trubce, které ležely v oblastech s nedostatečnou deformací, tj. ve vnějším oblouku a vnitřním oblouku. Výpočetní zpětnou transformací byla určena poloha příslušných rastrových bodů a tudíž poloha plechových výstřižků 1, 2 v rovinné vzorové destičce. Potřebné materiálové vlastnosti a tloušťka plechových výstřižků 1, 2 potom byly opět určeny podle vad způsobených deformací existující na trubce vyrobené ze vzorové destičky.

Claims (15)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob výroby součástí z ocelového plechu tvářením za studená, při němž se vytvoří destička (P) ze základního plechu (G) a plechového výstřižku (1,2) spojeného s tímto základním plechem (G) a tato destička (P) se následně tváří za studená na součást, vyznačující se t í m , že základní plech (G) sestává z prvního ocelového materiálu, že alespoň jedna část základního plechu (G) se nahradí plechovým výstřižkem (1,2), který se od prvního ocelového materiálu liší ve své tloušťce (Dl, D2) a/nebo alespoň jednou vlastností materiálu, a že tloušťka (Dl, D2) nebo odlišná vlastnost materiálu a geometrie plechového výstřižku (1, 2), jakož i jeho poloha v destičce (P), jsou určeny tokem materiálu v průběhu následně prováděného tváření za studená.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ke stanovení vlastností materiálu, tloušťky, geometrie a/nebo polohy plechového výstřižku (1, 2) se do formy vyráběné součásti umístí vzorová destička sestávající pouze ze základního plechu (G), že na součásti vyrobené z této vzorové destičky se stanoví oblasti, v nichž došlo k přetvoření nevyhovujícím požadavkům, a že těmto nedostatečně přetvořeným oblastem se zpětným sledováním procesu tváření přiřadí ty oblasti vzorové destičky, do nichž mají být vloženy plechové výstřižky (1,2).
  3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že přetvoření vzorové destičky na součást, stanovení oblastí nedostatečného přetvoření a zpětné sledování procesu přetvoření se provedou jako modelový výpočet metodou dokončených součástí.
  4. 4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že povrchová plocha vzorové destičky se opatří rastrovými body a prostorové souřadnice rastrových bodů se uloží do paměti, potom se vzorová destička přetvoří na součást, přičemž při stanovování nedostatečně přetvořených oblastí vzorové destičky se určí ty rastrové body, které leží v nedostatečně přetvořených oblastech, a přičemž podle porovnání polohy těchto rastrových bodů na součásti s původní polohou příslušných rastrových bodů na nepřetvořené vzorové destičce se zpětně sleduje postup přetvoření a určí se ty oblasti vzorové destičky, do kterých mají být vloženy plechové výstřižky (1,2).
  5. 5. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že plechový výstřižek (1, 2) má s ohledem na svou polohu v destičce (P) menší schopnost přetvoření než jej obklopující základní plech (G) destičky (P).
  6. 6. Způsob podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že plechový výstřižek (1, 2) má s ohledem na svou polohu v destičce (P) vyšší schopnost přetvoření než jej obklopující základní plech (G) destičky (P).
  7. 7. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že tloušťka (Dl, D2) plechového výstřižku (1, 2) po tváření za studená je v podstatě stejná jako tloušťka (D) základního plechu (G) destičky (P).
  8. 8. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že součástí, na kterou má být destička (P) tvářena za studená, je trubka (R).
    -6CZ 297850 B6
  9. 9. Způsob podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že součástí, na kterou má být destička (P) tvářena za studená, je hlubokotažená konstrukční součást s hranatou základní plochou.
  10. 10. Destička z ocelového plechu na výrobu součásti tvářením za studená, obsahující základní plech (G), a plechový výstřižek (1,2) spojený s tímto základním plechem (G), vyznačující se t í m , že plechový výstřižek (1,2) nahrazuje alespoň jednu část základního plechu (G), přičemž plechový výstřižek (1, 2) je proveden z ocelového materiálu lišícího se od základního plechu (G) destičky (P) svou tloušťkou (Dl, D2) a/nebo alespoň jednou vlastností materiálu, přičemž jeho geometrie, vlastnost materiálu, tloušťka a/nebo poloha jsou určeny tokem materiálu nastávajícím v průběhu tváření za studená destičky (P).
  11. 11. Destička podle nároku 10, vy z n a č uj í c í se t í m , že v oblasti (A) destičky (P), která je v průběhu procesu tváření za studená v podstatě namáhána tahovými napětími, je uspořádán plechový výstřižek (2), jehož tloušťka (D2) je větší než tloušťka (D) jej obklopujícího základního plechu (G) destičky (P).
  12. 12. Destička podle nároku 10 nebo 11, vyznačující se tím, že v oblasti (A) destičky (P), která je v průběhu procesu tváření za studená v podstatě namáhána tahovými napětími, je uspořádán plechový výstřižek (2), jehož mez kluzu je vyšší než mez kluzu jej obklopujícího základního plechu (G) destičky (P).
  13. 13. Destička podle jednoho z nároků 10 až 12, vyznačující se t í m , že v oblasti (I) destičky (P), která je v průběhu procesu tváření za studená v podstatě namáhána tlakovými napětími, je uspořádán plechový výstřižek (1), jehož mez kluzu je nižší než mez kluzu jej obklopujícího základního plechu (G) destičky (P).
  14. 14. Destička podle jednoho z nároků 10 až 13, vyznačující se t í m , že v oblasti (I) destičky (P), která je v průběhu procesu tváření za studená v podstatě namáhána tlakovými napětími, je uspořádán plechový výstřižek (1), jehož tloušťka (Dl) je menší než tloušťka (D) jej obklopujícího základního plechu (G) destičky (P).
  15. 15. Destička podle jednoho z nároků 10 až 14, vyznačující se tím, že v oblasti (I) destičky (P), která je v průběhu procesu tváření za studená v podstatě namáhána tlakovými napětími, je uspořádán plechový výstřižek (1), jehož tloušťka (Dl) je větší než tloušťka (D) jej obklopujícího základního plechu (G) destičky (P).
CZ20012750A 2000-09-08 2001-07-30 Zpusob výroby soucástí z ocelového plechu tvárením za studena a desticka z ocelového plechu na výrobu soucásti tvárením za studena CZ297850B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10044682A DE10044682C2 (de) 2000-09-08 2000-09-08 Verfahren und Platine zur Herstellung eines kaltumgeformten Bauteils aus Stahlblech und Verwendung einer Platine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20012750A3 CZ20012750A3 (cs) 2003-02-12
CZ297850B6 true CZ297850B6 (cs) 2007-04-18

Family

ID=7655673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20012750A CZ297850B6 (cs) 2000-09-08 2001-07-30 Zpusob výroby soucástí z ocelového plechu tvárením za studena a desticka z ocelového plechu na výrobu soucásti tvárením za studena

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6883218B2 (cs)
EP (1) EP1186358A3 (cs)
JP (1) JP2002126823A (cs)
CZ (1) CZ297850B6 (cs)
DE (1) DE10044682C2 (cs)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040250404A1 (en) * 2003-01-14 2004-12-16 Cripsey Timothy J. Process for press forming metal tubes
DE102010016945C5 (de) * 2010-05-14 2013-10-17 Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formteiles
JP2012071327A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Jfe Steel Corp 金属板のプレス成形方法
US9097012B2 (en) * 2012-08-08 2015-08-04 Krip Llc Fabrication member
JP2018075612A (ja) * 2016-11-10 2018-05-17 トヨタ自動車株式会社 曲げ加工部材及びその製造方法
JP6852641B2 (ja) * 2017-10-16 2021-03-31 トヨタ自動車株式会社 サイドレールおよびサイドレールの製造方法
KR101919813B1 (ko) * 2017-11-23 2019-02-08 피피아이평화 주식회사 이음관
WO2019226136A2 (en) 2018-02-12 2019-11-28 Coşkunöz Kalip Maki̇na Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇ Sheet material providing reduction in cost of scrap materials in process of sheet metal materials and method to obtain such sheet material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0869265A1 (de) * 1997-04-04 1998-10-07 Prototechnik GmbH Fluidführungselement
EP0906799A1 (de) * 1997-09-27 1999-04-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Platine für ein Strukturbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteiles für Kraftfahrzeuge
WO1999062669A1 (de) * 1998-06-02 1999-12-09 Elpatronic Ag Verfahren zur bildung eines blechverbundes sowie vorrichtung und satz von blechabschnitten dazu

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3209432A (en) * 1963-12-23 1965-10-05 Ford Motor Co Method for fabricating a structural member
DE4104256A1 (de) * 1991-02-13 1992-08-20 Thyssen Laser Technik Gmbh Verfahren zum herstellen von durch tiefziehen umgeformten formkoerpern, insbesondere von karosserieteilen fuer kraftfahrzeuge
US5333775A (en) * 1993-04-16 1994-08-02 General Motors Corporation Hydroforming of compound tubes
US5491883A (en) * 1994-12-19 1996-02-20 Ap Parts Manufacturing Co. Method of manufacturing a non-linear composite tube
DE19604357B4 (de) * 1996-02-07 2004-06-24 Benteler Ag Verfahren zur Herstellung von Rohren mit Abschnitten unterschiedlicher Wanddicke
ES2209001T3 (es) * 1997-05-12 2004-06-16 Firma Muhr Und Bender Estabilizador.
KR100319064B1 (ko) * 2000-01-05 2002-01-05 김충열 이형재 스트립의 제조방법
NL1014823C2 (nl) * 2000-04-03 2001-10-04 Corus Staal Bv Werkwijze voor het vervaardigen van een buisvormig onderdeel.
DE10045938C1 (de) * 2000-09-16 2001-10-31 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines umfänglich geschlossenen Hohlprofiles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0869265A1 (de) * 1997-04-04 1998-10-07 Prototechnik GmbH Fluidführungselement
EP0906799A1 (de) * 1997-09-27 1999-04-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Platine für ein Strukturbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteiles für Kraftfahrzeuge
WO1999062669A1 (de) * 1998-06-02 1999-12-09 Elpatronic Ag Verfahren zur bildung eines blechverbundes sowie vorrichtung und satz von blechabschnitten dazu

Also Published As

Publication number Publication date
US20020035772A1 (en) 2002-03-28
US6883218B2 (en) 2005-04-26
DE10044682C2 (de) 2002-08-29
JP2002126823A (ja) 2002-05-08
EP1186358A3 (de) 2003-12-10
EP1186358A2 (de) 2002-03-13
DE10044682A1 (de) 2002-04-18
CZ20012750A3 (cs) 2003-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4967584A (en) Method of making a forging in closed-dies
JP2002001445A (ja) プレス成形方法
KR20090039732A (ko) 컨테이너 제조 방법
RU2654403C2 (ru) Образованное штамповкой изделие, автомобильный конструктивный элемент, включающий в себя изделие, способ изготовления и устройство для изготовления образованного штамповкой изделия
CZ297850B6 (cs) Zpusob výroby soucástí z ocelového plechu tvárením za studena a desticka z ocelového plechu na výrobu soucásti tvárením za studena
EP2143508B1 (en) Method of hydroforming work
JP3419195B2 (ja) バルジ加工方法および装置
US20100122748A1 (en) Hydroformed product
Feng et al. Study on wrinkling behavior in hydroforming of large diameter thin-walled tube through local constraints
US20200230688A1 (en) Method and device for producing shaped sheet-metal components by means of preformed components
Huang et al. Influence of the tool clearance in the cylindrical cup-drawing process
EP1154870B1 (en) Process for deforming a piece of thin-walled metal tube
JP7226382B2 (ja) プレス部品の製造方法、曲げ戻し用の金型、及びプレス部品の成形方法
JP5868568B2 (ja) 曲がり部材成形方法および曲がり部材製造方法
Jawad et al. Studying the effect of punch nose radius on deep drawing operation
JP2020093303A (ja) プレス部品の製造方法及び下金型の設計方法
RU2094151C1 (ru) Способ изготовления гибкой крутоизогнутых патрубков
JP7310777B2 (ja) プレス成形方法、中間成形用プレス成形金型およびプレス成形品
US20190039110A1 (en) Manufacturing ultra-high strength load bearing parts using high strength/low initial yield steels through tubular hydroforming process
Chen et al. Experimental and simulation study on tube bending and hydroforming
Kim et al. Simulation of Hydroformed High Strength Steel Chassis Parts
BURLAT et al. New approach for spring-back compensation in die design-Application on industrial parts in high strength steel
RU2314889C1 (ru) Способ штамповки осесимметричных деталей из трубных заготовок
JP2539984B2 (ja) 角形鋼管の冷間引抜による製造方法
PL241722B1 (pl) Sposób kształtowania tulei, zwłaszcza cienkościennych

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20080730