CZ9901650A3 - Způsob přetváření výchozí trubky s kruhovým průřezem na profil ve tvaru "U" a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

ZPŮSOB PŘETVÁŘENÍ VÝCHOZÍ TRUBKY S KRUHOVÝM PRŮŘEZEM NA PROFIL VE TVARU U A ZAŘÍZENÍ K PROVÁDĚNÍ TOHOHO ZPŮSOBU

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přetváření výchozí trubky s kruhovým průřezem na profil ve tvaru U a zařízení k provádění tohoto způsobu. Z profilů ve tvaru U, vyrobených z výchozích trubek s kruhovým průřezem beztřískovým přetvářením procesem, se vyrábějí např. příčná ramena pro zadní nápravy osobních automobilů.

Dosavadní stav techniky

U dosud prováděného procesu přetváření se výchozí trubka pokládá na hrany otevřené matrice, která má vnitřní obrys odpovídající vnějšímu obrysu profilu ve tvaru U. Přitom je rozměr otvoru na ústí matrice v zásadě menší než průměr výchozí trubky. Lištovým lisovacím nástrojem, který má konvexně zakřivený oblý konec, se potom výchozí trubka vytlačuje ze strany, ležící proti matrici. Lisovací nástroj má vnější obrys, který odpovídá vnitřnímu obrysu profilu.

Vzhledem ke skutečnosti, že rozměr otvoru matrice je v zásadě menší než průměr výchozí trubky, musí být ve známém

77564 (77564a.doc) • · · · • · .

případě při přetváření obecně cca třetina poloměru trubky vytažena nad hrany matrice. Přitom dochází bezprostředně před konečnou pozicí lisovacího nástroje k takové situaci pro takzvané ouškové přehyby, že se na základě dostavujících se momentů odporu na ouškových přehybech protahuje dole ležící materiál na vnitřní straně. Toto protažení se uskutečňuje především tím, že sražením lisovacího nástroje a matrice se materiálu ve spáře na obou stranách mezi lisovacím nástrojem a matricí vysokým třením na stěnách lisovacího nástroje a matrice zamezuje v kluzném a valivém pohybu. Toto protažení se vždy uskutečňuje příčně ke směru válcování kovu, ze kterého byla zhotovena výchozí trubka, takže jsou mechanické technologické charakteristické hodnoty ve srovnání s hodnotami v podélném směru zřetelně omezeny. Podle mechanických charakteristických hodnot tím leží maximální plastické příčné roztažení v mezní oblasti skutečně se dostavujících hodnot roztažnosti.

U povrchových nerovností, které jsou především u výchozích trubek, vyrobených ze zatepla válcovaných plechů, relativně velké, může proto v horní mezní oblasti výšky nerovností profilu docházet ke kritické situaci povrchových trhlin.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je proto vycházejíc ze stavu techniky uvést způsob přetváření výchozí trubky s kruhovým průřezem na profil ve tvaru U, jakož i zařízení k provádění tohoto způsobu, podle kterého se dociluje značné redukce příčného

77564 (77564a.doc) • · · · • · • · · · ·· ·· » · · <

namáhání materiálu a tím se může hospodárněj i.

Pokud se týká řešení zásadní části způsobu, objevuje se ve znacích nároku 1.

výroba provádět úkolu vzhledem ke

Podle nich se nejdříve výchozí trubka, polohovaná na čelních koncích tvarovými trny, jednou polovinou obvodu alespoň oblastně opírá na opěrné desce. Pod pojmem alespoň oblastně se rozumí opírání, při kterém je zamezeno dosedu výchozí trubky na protilehlých podélných hranách a výchozí trubka se do jisté míry ukládá do korýtkového uchycení. Následně najíždí lištový lisovací nástroj proti výchozí trubce a tato je potom ze strany, ležící proti opěrné desce, pomocí lisovacího nástroje vytlačována do tvaru U. Tento vytlačovací proces probíhá tak dlouho, až se polovina obvodu výchozí trubky, zatížená lisovacím nástrojem, dostane svou vnitřní plochou do kontaktu s vnitřní plochou poloviny obvodu, opřené na opěrné desce.

U tohoto kroku způsobu se výchozí trubka lisovacím nástrojem nejdříve trochu oválně zatlačí. Při dalším přesunutí lisovacího nástroje se výchozí trubka pod lisovacím nástrojem prohýbá, až v konečné pozici lisovacího nástroje dojde k především přímému kontaktu vnitřních ploch. Zvláštním uložením výchozí trubky v opěrné desce mají ouškové přehyby vedle lisovacího nástroje relativně veliké smyčky. Tím se zamezuje příliš těsnému zaformování materiálu trubky, přičemž se gravírujíc zamezuje podstatnému příčnému namáhání materiálu.

77564 (77564a.doc) • · · · • ·

U tohoto tvářecího kroku je důležité, aby výchozí trubka jako taková zůstávala ve své poloze, což se zajišťuje s pomocí tvarových trnů, polohovaných v čelních koncích. Zde si výchozí trubka ponechává také svůj původní průřez.

V druhém přetvářecím kroku se potom lisovací nástroj a matrice s vnitřním obrysem, odpovídajícím vnějšímu obrysu zhotovovaného U-profilu, relativně k sobě přesouvají. Toto přesunutí lisovacího nástroje a matrice probíhá tak dlouho, až se vnitřní plocha poloviny obvodu, zatížené lisovacím nástrojem, dostane do tvarového styku na vnitřní ploše poloviny obvodu, opírající se ve vnitřním obrysu matrice. Pouze oba ouškové přehyby tvoří nadále smyčky v nejmenší velikosti.

V této souvislosti je důležité, že tvarování ouškových přehybů probíhá bez tření, protože tyto přehyby nemají žádný kontakt s nástroji. Jejich svinovací výroba probíhá nerušeně.

Pokud je třeba, je podle nároku 2 možné, aby byl profil ve tvaru U podroben kalibrování. To se může provádět vždy podle obrysu a funkce zhotoveného profilu. S tím je spojena další značná redukce příčného namáhání materiálu.

Výhodná forma provedení způsobu podle vynálezu spočívá ve znacích nároku 3. Podle nich se výchozí trubka polovinou obvodu, vyměřenou menší než 180°, opírá na jednodílné opěrné desce ve formě korýtka ve tvaru kruhové úseče. To je spojeno s výhodou, že se ouškové přehyby mohou vytvořit nejdříve s relativně velkými smyčkami.

77564 (77564a.doc) • · • · · · • · ···· · · ·· • · · · · · · • ···· · · · · • · · ·· ······ • · ft · · • · · · · »· ··

Návazně se lisovací nástroj přesouvá proti výchozí trubce a vytlačuje ji do tvaru U, až dojde ke kontaktu vnitřních ploch.

V návaznosti na to se opěrná deska s korýtkem nahrazuje matricí s vnitřním obrysem ve tvaru U, který odpovídá vnějšímu obrysu U-profilu. Potom se lisovací nástroj a matrice relativně k sobě přesouvají, až s výjimkou ouškových přehybů vnitřní plocha poloviny obvodu, zatížené lisovacím nástrojem, dosedne tvarovým stykem na vnitřní ploše poloviny obvodu, ležící v matrici.

Další výhodná forma provedení způsobu podle vynálezu je obsažena ve znacích nároku 4. Podle nich se jako opěrná deska používá trojdílná matrice, která zároveň ve druhém přetvářecím kroku určuje vnější obrys profilu.

V prvním přetvářecím kroku se výchozí trubka opírá na matrici třemi oblastmi poloviny obvodu, vzájemně posunutými o přibližně 90°, a polovina obvodu, ležící proti matrici, se lisovacím nástrojem vytlačuje do tvaru U, až se vnitřní plochy dostanou přímkově do kontaktu. Nyní se všechny části matrice a lisovací nástroj relativně k sobě přesouvají a přitom se zhotoví profil ve tvaru U.

Ve druhém přetvářecím kroku se stěna trubky tvarovacími čelistmi bočně tlačí na obrys lisovacího nástroje, přičemž dochází pouze k minimálnímu relativnímu pohybu mezi bočními tvarovacími čelistmi a vytlačenou výchozí trubkou. Smyčkovíté ouškové přehyby přitom podléhají měkkému

77564 (77564a.doc) * »· »·»··· ·· ·· ···· · · · · · · · • · ····· 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 999999 9 9 9 9 9 9 9

999 9999 99999 99 99 odvalovacímu procesu, protože poloměry svinování mohou být stanoveny velkoryse. Vzhledem ke skutečnosti, že ouškové přehyby na profilu nemají kontakt s nástroji, nedochází také k žádnému tření. Svinování probíhá nerušeně.

Protože svinování probíhá od prvního kontaktu lisovacího nástroje s výchozí trubkou až k přetvářecímu použití bočních tvarovacích čelistí bez překážky, nedochází do té doby k oslabení stěny. V okamžiku použití tvarovacích čelistí je obrys profilu dohotoven tak, že nedochází k vertikálnímu tažení na uvnitř ležících přechodech k ouškovým přehybům. Při relativním přesunutí lisovacího nástroje a matrice se potom poloměr svinování kontinuálně zmenšuje, dosahuje ale svůj úzký koncový obrys teprve poté, co na sebe vnitřní plochy dosednou tvarovým stykem.

Podle znaků nároku 5 se mohou všechna vyžadovaná nebo žádoucí vyražení do profilu upravovat v koncové poloze lisovacího nástroje pomocí tažného polštáře nebo jiných nástrojových technik.

Předmětné řešení úkolu, který je základem vynálezu, je podle první formy provedení obsaženo ve znacích nároku 6. Podle nich je lištovému lisovacímu nástroji s konvexně zakřiveným oblým koncem vyměnitelně, jakož i relativně protilehle přesunutelně přiřazena jednak opěrná deska s korýtkem ve tvaru kruhové úseče a jednak matrice s vnitřním obrysem ve tvaru U, jakož i obloukovitě se rozbíhající úseky ústí.

Korýtko, nerozprostírající se po celém průměru výchozí

77564 (77564a.doc) • · ····· ♦··· • · · · · · * ······ • · · · · · * »·· ···· ·· ··· ·· ·· trubky, umožňuje aby v prvním přetvářecím kroku výchozí trubka přijímala oválný tvar a aby se přitom mohly pomalu vytvořit boční ouškové přehyby s velkorysými smyčkami. Následně se lisovací nástroj přesouvá zpět a opěrná deska se nahrazuje matricí s vnitřním obrysem ve tvaru U a obloukovitě se rozbíhajícími úseky ústí. Když se potom výchozí trubka, vytlačená do tvaru U, pokládá do matrice a následně se přesouvá lisovací nástroj nebo matrice, popř. obě části proti sobě, klouže předtvarovaný profil do vnitřního obrysu matrice ve tvaru U, až nakonec kromě ouškových přehybů vnitřní plocha poloviny obvodu, zatížené lisovacím nástrojem, dosedne těsně na vnitřní ploše poloviny obvodu, ležící v matrici. Korýtkovitá vyhloubení v matrici, popř. v lisovacím nástroji, zajišúují, aby nebyly ouškové přehyby při svém tvarování podrobeny protlačování.

V nároku 7 je popsána varianta zařízení podle vynálezu. Podle ní je lištovému lisovacímu nástroji s konvexně zakřiveným oblým koncem relativně přesouvatelně přiřazena také trojdílná matrice, přebírající funkci opěrné desky. Matrice se skládá z opěrné čelisti, ležící čelně proti lisovacímu nástroji a z bočních tvarovacích čelistí, opírajících se na podpěrné desce, nesoucí lisovací nástroj. Tvarovací čelisti mají boční vnější obrysy budoucího profilu, zatímco opěrná čelist tvaruje obloukovitou oblast mezi rameny profilu. Také lisovací nástroj má korýtkovitá vyhloubení pro boční ouškové přehyby.

Podle nároku 8 je výhodně opěrná čelist utvářena střechovitě a její oblý konec je opatřen obloukovitým korýtkem. Obrys korýtka odpovídá zakřivení obloukovité části

77564 (77564a.doc)

profilu.

Účelné podle nároku 9 je, jsou-li boční tvarovací čelisti opatřeny šikmými plochami, opírajícími se na střechovitých šikmých plochách opěrné čelisti a na rozbíhajících se vnitřních plochách podpěrné desky. Tím se spolehlivě zajišťuje zpravidla dvoustupňový přetvářecí proces. Popřípadě se může celý přetvářecí proces uskutečňovat také pouze jediným přetvářecím krokem.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 ve vertikálním schematickém příčném řezu zařízení k přetváření kruhové výchozí trubky na profil ve tvaru U před přetvářením, obr obr obr zařízení z obrázku 1 na konci prvního přetvářecího kroku, zařízení obrázku 1 během přetváření a po druhém přetvářecím kroku, ve vertikálním schematickém příčném řezu další formu provedení zařízení k přetváření kruhové výchozí trubky na profil ve tvaru U před přetvářením a

77564 (77564a.doc) obr. 5 zařízení obrázku 4 po přetváření.

Příklady provedení vynálezu

Vztahovou značkou 2 je na obrázku 1 označena výchozí trubka z oceli, která má kruhový průřez a která má být přetvořena na profil 2. ve tvaru U podle obrázku 3.

K tomu se výchozí trubka 2 nejdříve podle obrázku 1 polovinou 2 obvodu ukládá do jednodílné opěrné desky 4, vyhloubené ve tvaru kruhové úseče. Korýtko 7 je vyměřeno menší než 180°. Osa 2 trubky tak leží v odstupu nad hranami £ ústí korýtka 7. Vzdálenost mezi hranami 6. ústí je menší než průměr výchozí trubky 2.

Z koncové strany je výchozí trubka 2 blíže nezobrazeným způsobem držena tvarovými trny, polohovanými v čelních koncích, v poloze vyznačené na obrázku 1.

Nad opěrnou deskou 2 se nachází lištový lisovací nástroj £ s konvexně zakřiveným oblým koncem £. Obrys lisovacího nástroje £ odpovídá vnitřnímu obrysu profilu 2, který má být vyroben.

Přesunutím lisovacího nástroje £ ve směru na opěrnou desku 2 se podle obrázku 2 polovina 10 obvodu výchozí trubky 2, přivrácená lisovacímu nástroji £, vytlačuje do tvaru U, až se vnitřní plocha 11 této poloviny 10 obvodu dostane do přímkového kontaktu s vnitřní plochou 12 poloviny £ obvodu,

77564 (77564a.doc) ležící v korýtku J_. Přitom se nad opěrnou deskou 4 a bočně od lisovacího nástroje 2 nenásilně tvoří smyčkovité ouškové pře hyby 12.

Potom se lisovací nástroj £ opět přesouvá od opěrné desky 4 a opěrná deska 4 se nahrazuje matricí 14, která je vidět na obrázku 3 a má vnitřní obrys 15 ve tvaru U, přizpůsobený žádanému vnějšímu obrysu profilu 2· Potom se výchozí trubka 16. vytlačená podle obrázku 2, ukládá na obloukovitě se rozbíhající úseky 17 ústí vnitřního obrysu 15 matrice 14. Následně se lisovací nástroj 8. a matrice 14 relativně k sobě přesouvají. Přitom se pak zhotovuje profil 2 ve tvaru U. Protože tento profil 2 má boční smyčkovité ouškové přehyby 42, má jak vnitřní obrys 15 matrice 44, tak i povrch 18 lisovacího nástroje 2 korýtkovitá vyhloubení 19. 20. přizpůsobená ouškovým přehybům 12.

Na obrázcích 4 a 5 je znázorněno zařízení k přetváření v průřezu kruhové výchozí trubky 2 z oceli na profil 2 ve tvaru U, které má trojdílnou matrici 21, která přebírá také funkci opěrné desky.

Matrice 21 se skládá ze středové opěrné čelisti 22. jakož i ze dvou bočních tvarovacích čelistí 22- Opěrná čelist 22 je utvářena střechovitě se stejně klesajícími šikmými plochami 24 a s obloukovitým korýtkem 25 na oblém konci 22· Na šikmých plochách 24 se opírají šikmé plochy 27 tvarovacích čelistí 22, které se na druhé straně šikmými vnějšími plochami 28 opírají na rozbíhajících se vnitřních plochách 29 podpěrné desky 20., nesoucí také lištový lisovací nástroj 2. Vnitřní strany 31 tvarovacích čelistí 23 jsou

77564 (77564a.doc)

přizpůsobeny vnějšímu obrysu ramene 22 profilu ve tvaru U. Korýtko 25 v opěrné čelisti 22 je přizpůsobeno obrysu obloukovitého úseku 33 profilu 2K výrobě profilu 2 podle obrázku 5 se nejdříve matrice 21 a podpěrná deska 30 s lisovacím nástrojem 2 od sebe přesouvají a kruhová výchozí trubka 2 se do matrice 22 ukládá v poloze, zřejmé z obrázku 4. Výchozí trubka 2 se přitom opírá na podélných hranách 34. ohraničujících korýtko 22, na oblém konci 26 opěrné čelisti 22, jakož i ve dvou korýtkovitých vyhloubeních 35 vnitřních stran 31 tvarovacích čelistí 23.

Následně se podpěrná deska 30 přesouvá relativně k matrici 22, přičemž lisovací nástroj 2 analogicky k zobrazení obrázku 2 vytlačuje polovinu 10 obvodu výchozí trubky 2, sousedící s lisovacím nástrojem 2, do tvaru U, až vnitřní plocha 11 této poloviny 10 obvodu přímkově dosedne na vnitřní ploše 12 poloviny 2 obvodu, opírající se v matrici 21.

Následným dalším relativním přesunutím lisovacího nástroje 2 a matrice 22, přičemž se přesouvají také tvarovací čelisti 23 relativně k opěrné čelisti 22 a k podpěrné desce 2Q, se potom zhotoví průřezový obrys profilu 2 podle obrázku 5. Přitom je vidět, že smyčkovité ouškové přehyby 13 ve vyhloubeních 35 tvarovacích čelistí 22, jakož i ve vyhloubeních 22, naléhají na lisovací nástroj 2·

Také u zařízení podle obrázků 4 a 5 se poloha výchozí trubky 2 během předtváření v poloze podle obrázku 4

77564 (77564a.doc)

- 12 • ·· »···♦· ·· ·· • · φ 9 ΦΦΦ · · · · • · · Φ ··* Φ Φ Φ · φ φ ΦΦ Φ ΦΦ ΦΦΦΦΦΦ

Φ Φ φ φ Φ Φ Φ

ΦΦΦ ΦΦΦΦ ΦΦ ΦΦΦ ·· ·· zajišťuje blíže nezobrazenými tvarovými trny, které najedou do čelních konců výchozí trubky 1.

Zastupuj e:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

77564 (77564a.doc)

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims (9)

1. ··· ···· ·· ··· ·· ··

   PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení k přetváření výchozí trubky (1) s kruhovým průřezem na profil (2) ve tvaru U, u kterého vnitřní plocha (11) poloviny (10) obvodu výchozí trubky (1) až na boční smyčkovíté ouškové přehyby (13) tvarovým stykem dosedá na vnitřní ploše (12) protilehlé poloviny (3) obvodu, přičemž se výchozí trubka (1), polohovaná na čelních koncích tvarovými trny, nejdříve jednou polovinou (3) obvodu alespoň oblastně opírá na opěrné desce (4, 21) a lištovým lisovacím nástrojem (8), ležícím čelně proti opěrné desce (4, 21) a majícím konvexně zakřivený oblý konec (9), se až do kontaktu poloviny (10) obvodu výchozí trubky (1), zatížené lisovacím nástrojem (8), s diametrálně protilehlou polovinou (3) obvodu vytlačuje do tvaru U, načež se lisovací nástroj (8) a matrice (14, 21), mající vnější obrys profilu (2), až k dokončení U-profilu (2) za přizpůsobeného přesunutí tvarových trnů, zůstávajících v čelních koncích, relativně k sobě přesunují.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se profil (2) ve tvaru U podrobuje kalibraci.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že výchozí trubka (1) se opírá na jednodílné opěrné desce (4) s korýtkovitým vyhloubením ve tvaru kruhové úseče a protilehlá polovina (10) obvodu se vytlačuje lisovacím nástrojem (8) do tvaru U, přičemž se následně opěrná deska (4) nahrazuje matricí (14) s vnitřním obrysem (15) ve tvaru

   16 77564 (77564a.doc) jy WMQo

   U a do tvaru U vytlačená výchozí trubka (16) je lisovacím nástrojem (8), jakož i matricí (14) přetvořena na konečný profil (2) ve tvaru U.
4. 4. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že výchozí trubka (1) se na trojdílné matrici (21) jako opěrné desce opírá třemi přibližně o 90° vzájemně posunutými oblastmi poloviny (3) obvodu a protilehlá polovina (10) obvodu se lisovacím nástrojem (8) vytlačuje do tvaru U, načež se tři části (22, 23) matrice (21) a lisovacího nástroje (8) relativně k sobě přesouvají a výchozí trubka (16) vytlačená do tvaru U se přetváří na konečný profil (2) ve tvaru U.
5. 5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se vyražení do profilu (2) upravují v koncové poloze lisovacího nástroje (8) pomocí tažného polštáře nebo jinými nástrojovými technikami.
6. 6. Zařízení k provádění tohoto způsobu podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že lištovému lisovacímu nástroji (8) s konvexně zakřiveným oblým koncem (9) je vyměnitelně, jakož i relativně protilehle přesunutelně přiřazena jednak opěrná deska (4) s korýtkem (7) ve formě kruhové úseče a jednak matrice (14) s vnitřním obrysem (15) ve tvaru U, jakož i obloukovitě se rozbíhající úseky (17) ústí.
7. 7. Zařízení k provádění tohoto způsobu podle některého z nároků 1, 2 nebo 4, vyznačující se tím, že lištovému lisovacímu nástroji (8) s konvexně zakřiveným

   16 77564 (77564a.doc) • 4 44 4444 44 *«

   44 444 4444 • 44 444 4 44 4

   4 44 4 44 444444

   4 4 4 4 4 4

   4444 44 444 44 44 oblým koncem (9) je relativně přesunutelně protilehle přiřazena trojdílná matrice (21), přejímající také funkci opěrné desky, přičemž se matrice (21) skládá z opěrné čelisti (22), ležící čelně protilehle k lisovacímu nástroji (8) , a ze dvou bočních tvarovacích čelistí (23), opírajících se jednak na opěrné čelisti (22) a jednak na podpěrné desce (30), nesoucí lisovací nástroj (8) .
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že je opěrná čelist (22) vytvořena střechovitě a její oblý konec (26) je opatřen obloukovítým korýtkem (25).
9. 9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že boční tvarovací čelisti (23) jsou opatřeny šikmými plochami (27, 28) , opírajícími se na střechovitých bočních plochách (24) opěrné čelisti (22) a na rozbíhajících se vnitřních plochách (29) podpěrné desky (30).