FI112331B - Menetelmä ja laite kohokuvio-osan muodostamiseksi metallilevyaihioon ja tällä menetelmällä valmistettu tuote - Google Patents

Description

η i n i -ι ί i I L·. w \J 1

Menetelmä ja laite kohokuvio-osan muodostamiseksi metalli-levyaihioon ja tällä menetelmällä valmistettu tuote Käsiteltävä keksintö koskee menetelmää ja laitetta kohokuvio-osan, 5 esimerkiksi metallirasioiden tai erilaisten säiliöiden niin sanotun helposti avattavan kannen niitin muodostamiseksi metallilevyaihioon.

Käsiteltävä keksintö koskee myös tuotetta, jossa on keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettu kohokuvio-osa.

Nykyiset menetelmät, joilla muodostetaan kohokuvio-osa metallilevy-10 aihioon, käsittävät peräkkäisiä puristustoimintoja, jotka suoritetaan useilla terä-sarjoilla, joissa on terä ja vastaterä, esimuotojen muodostamiseksi progressiivisesti, kunnes saadaan lopullinen kohokuvio-osa.

Oheinen kuvio 1 esittää kaaviona tavanomaisen muotoilumenetel-män eri vaiheita.

15 Ensin tasainen metallilevyaihio 1 pannaan terän 2 ja vastaterän 3 muodostamaan ensimmäiseen teräpariin, niin että siirtämällä terät 2 ja 3 yhteen metallilevyaihio saadaan laajenemaan tietyssä vyöhykkeessä ja muodostuu ensimmäinen esimuoto 1a, joka muistuttaa kuplaa (kuvio 1a).

Tämän jälkeen tämä ensimmäinen esimuoto 1a pannaan terien 4 ja 20 5 muodostamaan toiseen teräpariin (kuvio 1b), jolloin saadaan ensimmäinen kutistettu rakenne, joka muodostaa toisen esimuodon 1b, ja näin saatu toinen esimuoto 1b pannaan sitten terien 6 ja 7 muodostamaan kolmanteen teräpariin : *· (kuvio 1c), jolloin saadaan toinen kutistettu rakenne, joka muodostaa kolmannen ·.: · esimuodon 1c, ja tämä kolmas esimuoto 1c pannaan lopuksi terien 8 ja 9 : ί 25 muodostamaan teräpariin (kuvio 1d), jolloin saadaan lopullinen kohokuvio-osa ; i 1d vastaterän 9 mittojen vastatessa suunnilleen lopullisen kohokuvio-osan mittoja.

Voidaan siis todeta, että tämä jo tunnettu menetelmä edellyttää neljää peräkkäistä työvaihetta, mikä moninkertaistaa ne toiminnot, jotka liittyvät .; 30 metallilevyaihioiden käsittelyyn ja siirtämiseen jokaisen työvaiheen jälkeen, ja : lisää näin lopullisen tuotteen kustannuksia.

: Lisäksi tätä jo tunnettua menetelmää sovellettaessa metalli ohenee [[: eri muotoiluvaiheiden aikana paikallisesti, nimenomaan kohokuvio-osan ylä päässä, jolloin metalli voi muotoilun jälkeen murtua nimenomaan vasaroitaessa 35 kohokuvio-osaa helposti avattavan kannen vetorenkaan niittaamista varten.

2 1 Ί O a 7 I i /1 \j kj i Tämä metallin oheneminen johtuu siitä, että metallin deformaatiot keskittyvät rajoitetulle alueelle metallilevyaihiossa peräkkäisten muotoiluvai-heiden aikana.

Tästä epäkohdasta johtuen nykyistä menetelmää sovellettaessa ei 5 voida käyttää ohuita materiaaleja eikä etenkään ohuita ja erittäin koviksi karkaistuja teräslevyjä.

Tällaiset ohuet ja tavallisesti erittäin koviksi karkaistut levyt ovat jäykkiä ja niiden deformaatioaste on hyvin pieni, joten laajennusmuotoilua on hyvin vaikea suorittaa, koska kohokuvio-osan kehällä oleva metalli ei ole muka-10 na deformaatioissa, joten metalli murtuu yleensä kohokuvio-osan yläpäästä.

Tiedetään, että ohuiden ja erittäin koviksi karkaistujen teräslevyjen käyttöön liittyy esimerkiksi helposti avattavien kansien ollessa kyseessä myös monia etuja, joista voidaan mainita esimerkiksi kansien pienempi vahvuus ja tästä johtuen niiden pienempi paino, pienemmät avausvoimat ja paremmat 15 mahdollisuudet pienemmän vastuksen omaavien linjojen käyttämiseen kannessa.

FR-patenttijulkaisussa 2 164 703 on metallin murtumiseen liittyvän probleeman ratkaisemiseksi ehdotettu, että niitin ympärillä olevaan vyöhykkeeseen muodostetaan renkaan muotoinen aaltopalle metallin vetämiseksi tälle 20 vyöhykkeelle, jolloin metallia voidaan käyttää tämän jälkeen tapahtuvaan niitin muodostamiseen. Tätä menetelmää ei voida kuitenkaan käyttää hyvin ohuille ja : erittäin koviksi karkaistuille teräslevyille, koska aihion tason kummallekin puolelle ; ’·. muodostettu aallotus ei riitä muodostamaan sitä lisäaluetta, joka tarvitaan niitin i muodostamiseen pyrittäessä lisäämään aallotuksen laajuutta tämän alueen ·:·· 25 muodostamiseksi, on taas se vaara, että aihio murtuu aallonharjoihin suuntau- tuvasta liiallisesta paikallisesta vetämisestä johtuen. Lisäksi näin aihion tason kummallekin puolelle muodostettua aallotusta ei pystytä palauttamaan oikein • » · muotoonsa niitin lopullisessa muotoiluvaiheessa, ilman että jo lähelle murtumis-,. , rajaa karkaistua levyä joudutaan vetämään vielä lisää.

: 30 Käsiteltävällä keksinnöllä pyritään nimenomaan eliminoimaan nämä '·;·* epäkohdat kehittämällä menetelmä kohokuvio-osan muodostamiseksi metallile- :V: vyaihioon teräparilla, jolloin metallilevyaihioon esimuotoillaan ainakin yksi sel- ainen paikannettu vyöhyke, joka on suurempi kuin kohokuvio-osa, ja tämän jälkeen suoritetaan lopullinen muotoilutoiminto muodostamalla asianomainen 35 kohokuvio-osa, tälle menetelmälle ollessa tunnusomaista, että muodostetaan . progressiivisesti useita porrastettuja aallotuksia paikannetun vyöhykkeen väli- η 1 O ·< -: 1 i I L·. \J O i 3 vyöhykkeeseen, joka on kohokuvio-osaan muodostettavan korkean osan ja paikannetun vyöhykkeen välissä, että muotoiluvaiheen aikana välivyöhykkeen porrastetut aallotukset oikaistaan progressiivisesti ja kohokuvio-osa muodostetaan samanaikaisesti.

5 Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaan esimuotoillun paikannetun vyöhykkeen pinta-ala vastaa suunnilleen paikannetun vyöhykkeen pinta-alaa lopullisen muotoilun jälkeen.

Käsiteltävän keksinnön mukaan on kohokuvio-osan muodostamiseksi metallilevyaihioon kehitetty myös laite, joka käsittää teräparin, johon kuuluu esi-10 muotoiluterä ja vastaterä, joissa on muodoltaan toisiaan täydentävät kuviot, niin että metallilevyaihion paikannettuun vyöhykkeeseen saadaan useita porrastettuja aallotuksia, ja lisäksi toisen teräparin kohokuvio-osan muotoilemiseksi.

Keksinnön muiden suoritusmuotojen mukaan esimuotoiluterän ja vasteterän kuviot on muodostettu ulokkeista ja syvennyksistä koostuvana ryh-15 mänä.

Esimuotoiluterän ulokkeiden ja syvennysten korkeus kasvaa terän keskustasta sen kehälle siirryttäessä, vastaterän ulokkeiden ja syvennysten korkeus vähenee terän keskustasta sen kehälle siirryttäessä, muotoiluterä käsittää laitteet metallilevyaihion kutistusvetämisen ohjaamiseksi porrastettuja aallotuksia 20 oikaistaessa ja kohokuvio-osaa muotoiltaessa näiden laitteiden ollessa liikkuvia renkaita, jotka on paineistettu esimerkiksi jousilla.

» :..v Käsiteltävä keksintö koskee myös tuotetta, jossa on kohokuvio-osa, : '· esimerkiksi niin sanotun helposti avattavan kannen niitti, joka on valmistettu i >: ’; edellä mainitulla menetelmällä.

·:··· 25 Keksinnön muiden suoritusmuotojen mukaan tuote valmistetaan • ohuesta, erittäin kovaksi karkaistusta teräslevyaihiosta, jonka vahvuus on 0,10 -0,20 mm.

» · »

Keksinnön muita piirteitä ja etuja käy selville seuraavasta selostuk-.. . sesta, joka on laadittu esimerkkinä viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 30 kuvio 1 esittää eri työvaiheita muodostettaessa kohokuvio-osa aikai- ’ ·; * ‘ semman rakenteen mukaisella laitteella, :V: kuvio 2 esittää kaavioleikkauksena keksinnön mukaisen laitteen esi- * · : “ muotoiluterää ja vastaterää, kuvio 3 esittää kaavioleikkauksena keksinnön mukaisen laitteen

4 * I

35 muotoiluterää ja vastaterää, * 4 Ί 1 O 7 a '> I I L. vj i kuvio 4a - 4d ovat kaavioina esitettyjä leikkauksia (puolikkaita) keksinnön mukaisella laitteella suoritettavista peräkkäisistä esimuotoiluvaiheista, kuviot 5a - 5d ovat kaavioina esitettyjä leikkauksia (puolikkaita) keksinnön mukaisella laitteella suoritettavista peräkkäisistä muotoiluvaiheista, 5 kuvio 6 esittää kaaviona kuormitusten jakautumista metallilevyaihioon sekä aikaisempaa menetelmää että keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa, ja kuvio 7 on kaavioleikkaus keksinnön mukaisen laitteen muotoilu-terästä ja vastaterästä.

10 Katsottaessa ensin kuviolta 2 ja 3 voidaan nähdä, että keksinnön mukainen laite, jolla metallilevyaihioon 10 muodostetaan kohokuvio-osa, esimerkiksi niin sanotun helposti avattavan kannen niitti, käsittää esimuotoilu-teräparin, jossa on esimuotoiluterä 20 ja vastaterä 25 (kuvio 2), ja teräparin, jossa on muotoiluterä 30 ja vastaterä 35 (kuvio 3).

15 Esimuotoiluterässä 20 ja vastaterässä 25 on muodoltaan toisiaan täydentävät kuviot, niin että voidaan valmistaa seuraavassa selostettavalla tavalla useita aallotuksia metallilevyaihion 10 paikannettuun vyöhykkeeseen.

Näin ollen esimuotoiluterän 20 kuviot koostuvat ulokkeista 21a, 21b ja 21c ja syvennyksistä 22a, 22b ja 22c, joita on esimerkiksi kolme ja joiden 20 korkeus kasvaa terän 20 keskustasta sen kehälle siirryttäessä.

Esimuotoiluun käytettävän vastaterän 25 kuviot koostuvat taas ulokkeista 26a, 26b ja 26c ja syvennyksistä 27a, 27b ja 27c, joiden korkeus : ’·· vähenee vastaterän 24 keskustasta sen kehälle siirryttäessä.

!;; Vastaterän 25 uloke 26a ja esimuotoiluterän 20 syvennys 22a ·:··: 25 vastaavat suunnilleen sen kohokuvio-osan muotoa, joka halutaan muodostaa metallilevyaihioon 10.

. ·; *. Esimerkiksi muodostettaessa niitti metallilevyaihioon 10 vastaterän ulokeosa 26a ja terän 20 syvennys 22a ovat lieriön muotoisia ja vastaavasti . terän 20 ja vastaterän 25 ulokkeet 21a, 21b, 21c ja 26a ja 26c on muodostettu ,,; ’ 30 säteisrenkaina.

Muotoiluterässä 30 on syvennys 31 ja vastaterässä 35 on uloke 36, Y: joka vastaa muodoltaan syvennystä 31 ja myös sen kohokuvio-osan muotoa, “: joka halutaan tehdä aihioon 10.

» * t 5 110 α λ

Keksinnön mukainen muotoilumenetelmä käsittää kaksi peräkkäistä toimintoa, toisin sanoen esimuotoiluterällä 20 ja vastaterällä 25 suoritettavan esimuotoilutoiminnon ja terällä 30 ja vastaterällä 35 suoritettavan varsinaisen muotoilutoiminnon.

5 Näitä kahta toimintoa selostetaan nyt viittaamalla kuvioihin 4 ja 5.

Ensiksi tasainen metallilevyaihio 10 pannaan terän 20 ja esimuotoi-luun käytettävän vastaterän 25 väliin metallilevyaihion ollessa kiinnitetty esimerkiksi aihion kehän suuntaisilla kiinnittimillä (ei esitetty).

Terä 20 laskeutuu alas ja puristustoiminnon alkuvaiheessa uloke 21c 10 koskettaa aihioon 10, joka koskettaa puolestaan vastaterän 25 ulokkeeseen 26a (kuvio 4a).

Ensimmäisessä vaiheessa aihioon 10 voidaan määrätä paikannettu vyöhyke A (kuvio 6), jossa kuormitukset jakautuvat tasaisesti, kun taas paikannetut vyöhykkeet A ympärillä olevaa aihion kehävyöhykettä, johon aihion kiin-15 nitysosa puristuu, ei vedetä, joten sen muoto ei muutu.

Tämän jälkeen terä 20 laskeutuu edelleen alaspäin, niin että ulokkeet 21b, 26b ja 21a ja 26c koskettavat aihioon 10 (kuvio 4b), työntyvät sitten progressiivisesti lähemmäksi toisiaan (kuvio 4c), kunnes korkein uloke, siis uloke 21c, menee vastaterän 25 syvennykseen 27c.

20 Tällä tavalla muodostetaan useita porrastettuja aallotuksia 10d (kuvio 6) aihion 10 paikannetun vyöhykkeen A välivyöhykkeeseen B, joka on muodos-:y: tettavaan kohokuvio-osaan 10a muodostuvan korkeimman osan 10b ja paikan- *1 ·.. netun vyöhykkeen A kehän välissä.

: ·. Tämä esimuotoilutoiminto saa siis aikaan materiaalin deformaation .,.,: 25 useilla alueilla ja mahdollistaa deformoitavan alueen jakamisen useihin renkaan > · it<#; muotoisiin osiin.

Puristustoiminnon alkuvaiheessa materiaali ohenee sillä alueella, ‘ ‘ * johon uloke tai ulokkeet koskettavat, ja porrastettuja aallotuksia muodostettaes sa alkudeformaatiot pysyvät muuttumattomina ulokkeiden kosketuksesta joh-: .*’ 30 tuen.

Toiminnon loppuvaiheessa deformaatioita tapahtuu sitten säteen y. suunnassa ulokkeiden välissä olevissa vapaissa osissa.

·, Lisäksi esimuotoillun paikannetun vyöhykkeen A pinta-ala vastaa suunnilleen paikannettua vyöhykettä kohokuvio-osan lopullisen muotoilun * 35 jälkeen.

6 i 1 Ο ·· ^ Ί I I L·. w ν.' .

Tästä järjestelystä johtuen ja kuten kuviosta 6 voidaan nähdä, kuormitukset jakautuvat tasaisesti aihion 10 vyöhykkeessä A, kun taas aikaisemmassa menetelmässä ne keskittyvät nimenomaan aihioon 1 muodostetun kohokuvio-osan yläosan alueelle.

5 Kuvioissa 5a - 5d esitetyn toisen toimintavaiheen aikana tapahtuu, kun aihion 10 esimuoto on pantu terän 30 ja vastaterän 35 väliin (kuvio 5a) kutistusvetäminen vastaterän 35 ulokkeen 36 muodon mukaan.

Tätä varten terää 30 lasketaan progressiivisesti alaspäin, jolloin aallotukset 10d (kuviot 5b ja 5c) oikenevat peräkkäin, kunnes kohokuvio-osa 10 10a (kuvio 5d) muodostuu lopullisesti ja välivyöhykkeessä oleva metalli tulee kohokuvio-osan sivualueen muodostamiseen käytettyä metallia lukuun ottamatta suunnilleen aihion tasoon.

Aallotusten 10d peräkkäisestä oikaisemisesta johtuen syntyy riittävä pidätysvoima, mikä helpottaa materiaalin siirtymistä terän 30 syvennykseen 31.

15 Kuviossa 7 esitetyssä muunnelmassa muotoiluterä 35 käsittää laitteet aihion 10 kutistusvetämisen ohjaamiseksi aallotuksia 10d oikaistaessa ja ko-hokuvio-osaa 10a muotoiltaessa.

Nämä ohjauslaitteet ovat renkaita 37, jotka on sijoitettu joko ulokkeiden alueelle tai aallotusten 10d syvennysten alueelle ja jotka paineistetaan 20 esimerkiksi jousilla 38.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laite mahdollistavat tämän vuoksi .:,: kohokuvio-osan muodostamisen metallilevyaihioon kahtena toimintona, kun taas i ’*· aikaisemmissa menetelmissä tarvitaan neljä peräkkäistä toimintoa.

Keksintöä voidaan soveltaa kaikkiin materiaalityyppeihin ja tällöin ·:··: 25 voidaan käyttää ohuita, erittäin koviksi karkaistuja teräslevyjä, joiden vahvuus on 0,10 - 0,20 mm, nimenomaan metallirasioiden tai erilaisten säiliöiden helposti . ·: *, avattavien kansien valmistukseen.

Tämäntyyppistä materiaalia käytettäessä kannet ovat ohuempia, mis-.. . tä johtuen niiden paino on pienempi, niiden valmistuskustannukset ovat myös ',.; ’ 30 pienemmät ja ne on helpompi avata.

·;·' Lisäksi kansiin on helpompi muodostaa pienemmän vastuksen o- maavia linjoja ja pienentää tällaisten linjojen syvyyttä.

Pyöreiden kohokuvio-osien, esimerkiksi metallikansien niittien muodostamisen lisäksi keksintöä voidaan soveltaa myös sellaisten kohokuvio-osien 35 valmistukseen, joiden poikkileikkausmuoto ei ole pyöreä, vaan jokin muu tai joiden poikkileikkaus voi vaihdella kohokuvio-osan korkeuden funktiona.

Claims (9)

110 -·\ 1 7

1. Menetelmä kohokuvio-osan (10a) tekemiseksi metallilevyaihiossa (10) muotin avulla, ja terä, jossa menetelmässä esimuotoilutoiminto suoritetaan 5 metallilevyaihion (10) ainakin yhdessä paikannetussa vyöhykkeessä (A), joka vyöhyke (A) on suurempi kooltaan kuin osa, joka esimuotoilutoiminto sisältää aallotuksen tuottamisen välivyöhykkeessä (B) vyöhykkeessä (A) tämän välivyö-hykkeen (B) ollessa kohokuvio-osaan (10A) muodostettavan korkean osan (10b) ja vyöhykkeen (1) kehän välissä, ja konformointitoiminto suoritetaan kohokuvio-10 osan (10a) muotoilemiseksi sinä aikana, jolloin aallotuksia välivyöhykkeessä (B) oikaistaan ja kohokuvio-osa muotoillaan, tunnettu siitä, että esimuotoilun aikana tuotetaan sarja porrastettuja aallotuksia (1 Od), jotka sijaitsevat metallilevyaihion (10) samalla puolella ja konformointitoiminnon aikana mainitut porrastetut aallotukset oikaistaan peräkkäin keskustasta kohti kehää.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esimuotoillun paikannetun vyöhykkeen pinta-ala vastaa olennaisesti paikannetun vyöhykkeen pinta-alaa lopullisen muotoilun jälkeen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sitä sovelletaan niitin valmistuksessa ns. helposti avattavaa kantta 20 varten.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että niitti on muotoiltu ohutlevyteräksestä (10), joka on kylmäkarkaistu hyvin ohueksi.

• 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 25 että metallilevyaihion (10) vahvuus on 0,10 - 0,20 mm.

6. Laite kohokuvio-osan (10a) tekemiseksi metallilevyaihiossa (10), ... joka käsittää esimuotoilumuotin (20) ja teräsetin, ja konformointimuotin (30) ja teräsetin (35) esimuotoilumuotin (20) ja terän (25) kummankin ollessa varustettu kuvioilla, joilla on täydentävät kuviot aallotusten muodostamiseksi metal-*’ 30 lilevyaihion (10) paikannetussa vyöhykkeessä (A), joka paikannettu vyöhyke (A) on suurempi kooltaan kuin mainittu muotoiltava kohokuvio-osa, tun-V; nettu siitä, että esimuotoillun muotin (20) ja teräsarjan (25) kuviot muotoil- .··, laan sarjoina samankeskisiä projektioita (21a, 21b...ja 26a, 26b...) ja syven- nyksiä (22a, 22b... ja 27a, 27b...) esimuotoillun muotin projektioiden (21a, • : 35 21b) ja syvennyksien (22a, 22b) omatessa korkeuden, joka kasvaa keskus- tästä kohti muotin kehää ja esimuotoiltujen projektioiden (26a, 26b...) ja esi- 8 112331 muotoillun terän (25) syvennyksien (27a, 27b...) omatessa korkeuden, joka vähenee keskustasta kohti terän kehää.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että vastaterä (35) käsittää välineet kutistuksen tarkastamiseksi metallilevyaihioi- 5 den (10) alueella porrastettuja aallotuksia (10d) oikaistaessa ja kohokuvio-osaa (10a) konformoitaessa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että välineet kutistuksen tarkkailemiseksi alueella on muodostettu liikkuvilla renkailla (37), jotka on asetettu puristukseen, esimerkiksi jousilla (38). t S t

· 9 Ί 1 9 7 7 ·'. I I L -~J yj i