HU205727B - Method for processing workpiece of non-developable shape from plain plate and the workpiece produced by the method - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás nem kifejthető alakú munkadarabnak sík lemezből való megmunkálására, melynél a felhajtott perem saroktartományát speciálisan alakítjuk ki.

A találmány tárgya továbbá a fenti eljárással előállított munkadarab.

Egy hagyományos ismert lemezfonnázási eljárásban a formázandó lemezt szélső részénél megfogják, és középső részét pedig egy bélyeg leengedésével vagy felemelésével formázzák, mely a lemezt fokozatosan alakítja a széleken lévő perem felhajlításávaL

Ebben az eljárásban a szélső rész meggyengül, éspedig úgy, hogy a kerület mentén vastagsága csökken. Annak érdekében tehát, hogy elkerüljék a ráncok képződését, nevezetesen a saroktartományban, megnövelik a ránctartő nyomását ami a középső rész által kifejtett húzóerő megnöveléséhez vezet

Ez az eljárás ún. (maléable) felkeményedő anyagból lévő lemezzel valósíthatók meg.

Azonban, ez az ismert eljárás nem alkalmazható olyan anyagok formázására, melyeknek nem jók a nyúlási tulajdonságai, különösen kis nyúlási együtthatóval rendelkező anyagból lévő nagyon vékony lemezek esetében, vagy pedig abban az esetben, amikor a geometria nem engedi meg a ráncok képződését

A ráncképződés elkerülésére egy nem kifejthető alakú felhajtott peremnek, mely például a saroktartományok között helyezkedik el, a hosszirányú megnyúlását úgy lehet kiegyenlíteni, hogy a felhajtott peremen egy sor bordázatot vagy bemetszést valósítanak meg oly módon, hogy a bordák vagy bemetszések számát, eloszlását, méretét és formáját úgy határozzuk meg, hogy azok felhajlítás során elnyeljék a perem hosszirányú megnyúlását. Hyen megoldást ismertet az US 4 262 059 számú szabadalom.

Egy másik ismert lemezfonnázási eljárás abból áll, hogy a lemezt felmelegítik, hogy az jobban nyújtható, húzással jobban alakítható legyen, és így kedvezőbbé tegyék a kisebb erővel történő alakváltoztatás körülményeit. A felmelegítésnek viszont az a hátránya, hogy a kapott munkadarabok oxidációját idézi elő, és ezért azokat revétleníteni kell.

Ezen eljárások nem felelnek meg kielégítő módon a követelményeknek, különösen ha nagy ellenállású fémek alakításáról van szó, ezenkívül a kialakított bordázatok vagy bemetszések megtörik a kapott munkadarab szilárdságát

A találmány célja olyan hidegalakítási eljárás létrehozása nem kifejleszthető alakú munkadarab alakítására, melynél egy kis vastagságú lemezből indulunk ki, amelynél elkerülhetők a fent említett hiányosságok, például a meleg alakváltoztatás, vagy pontosabban, hogy a vékony, kevéssé nyújtható lemez alakításával kapcsolatos probléma megoldható legyen.

A találmány szerint tehát egy olyan eljárást dolgoztunk ki a nem kifejthető alakú munkadarabnak sík lemezből való megmunkálására, melynek során felhajtott peremeket alakítunk ki, és amelynél az új megoldás lényege, hogy

- a formázandó fémlemez minden egyes felületeleméhez és egy adott lemezvastagsághoz meghatározunk egy elemi lemeztérfogat- változást, mely lemeztérfogat-változást a fémlemez elemi térfogata és a fémlemeznek a végső, nem kifejthető alakú munkadarab alakváltoztatásával megváltoztatott elemi térfogata közötti különbség határoz meg,

- legalább egy perforációkból álló hálózatot határozunk meg oly módon, hogy olyan mennyiségű anyagot távolítunk el, mely megfelel a fémlemeznek a végső, nem kifejthető alakú munkadarab alakváltoztatása következtében fellépő térfogatváltozásának,

- megválasztjuk a perforációk számát, eloszlását, méretét és alakját,

- a fémlemezen kialakítjuk a fent említett perforációkból álló hálózatot, az elvékonyodási tartományokban,.

- a fémlemez alakját a végső, nem kifejthető alakú munkadarab előállításához sajtolással megváltoztatjuk.

Atalálmány szerinti eljárás egy előnyös végrehajtási módja az, hogy a perforációkat a fémlemezben felhajlított peremek sarkot képező formált tartományaiban alakítjuk ki.

A találmány szerinti eljárás egy további előnyös végrehajtási módja, hogy a perforációkat a lemezben olyan meghatározott helyeken alakítjuk ki, ahol a perem felhajlítása ezen felhajlított perem hosszúságának megnövekedését idézi elő.

A találmány tárgya továbbá egy sík lemezből kialakított nem kifejthető alakú munkadarab, melynek felhajlított peremei vannak, ahol az elvékonyodási tartományokban változtatható alakú és méretű perforációk találhatók.

A találmány szerinti eljárást és az azzal előállított munkadarabot az alábbiakban kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol az

1. ábrán egy korábbi ismert gyártási eljárással egy lemezből kialakított nem kifejthető alakú munkadarab egy részének nézeti képe látható; a

2. ábrán egy a találmány szerinti eljárás végrehajtásához egy lemez látható, részben ábrázolva, felülnézetben, mely egy saroktartományban perforációkkal van ellátva, a felhajlítandó peremen pedig egy másik perforációs tartomány található; a

3. ábrán a munkadarab egy szöglete látható nézeti ábrázolásban, egy nem kifejthető alakú felhajtott peremmel, melyen egy meghatározott elemi térfogat elhelyezkedését mutatjuk be; a

4. ábrán egy a találmány szerinti eljárással kapott nem kifejthető alakú munkadarab nézeti képe látható; az

5. ábra egy olyan lemez részének felülnézete, melynek két éllel rendelkező egy perforációkkal ellátott szögtartománya van, mely a találmány szerinti eljárás végrehajtásához alkalmazható; a

6. ábrán pedig az 5. ábra szerinti lemez szögtartományának egy részlete látható nézeti ábrázolásban, a már nem kifejthető alakú felhajtott peremmel rendelkező munkadarabon.

HU 205 727 Β

Az 1. ábra tehát egy ismert gyártási eljárással egy (1) lemezből kiindulva előállított, nem kifejthető alakú munkadarab egy részét mutatja.

Az 1. ábrán látható, hogy a szóban forgó alak egy háromlap (triéder), melyet (2 és 3) peremek felhajlításával kaptunk.

A (2 és 3) peremek felhajlítása az elvékonyodó zónákban, nevezetesen egy (4) szögtartományban anyagtöbblet-növekedést idéz elő (5) sarok felől (6) perem irányában oly módon, hogy a felhajlított (6) peremet képező lemez összenyomásának van kitéve. Ez az összenyomás (7) hajtásokat idéz elő, melyek a munkadarab kialakítása által előidézett anyagtöbblet kihajlása eredményeképp jönnek létre.

Ez az ismert eljárás nem kielégítő, ha el akarjuk kerülni azoknak a nyomóerőknek az eredőinek a munkadarab közepére történő átvitelét, melyeket a felhajtott peremre fejtünk ki, különösen nagyon vékony munkadarabok esetében, vagy akkor, ha a geometria nem teszi lehetővé ráncok képződését.

Annak érdekében, hogy ezeket a ráncokat elkerüljük, a 2. ábrán látható módon a (10) fémlemez (40, 40a) formált tartományaiban, nevezetesen a (10) fémlemez (20 és 30) felhajlított tartományainak (40) formált tartományában változtatható alakú (60,70) perforációkat hozunk létre.

Tehát a (10) fémlemezből kiindulva egy nem kifejthető alakú munkadarab kialakításához minden Θ és h felülettel meghatározott elemhez a 3. ábrán látható módon kiszámítunk egy (21) elemi térfogatot, a szóban forgó lemez vastagságának figyelembevételével.

A (10) fémlemeznek (21) elemi térfogatot magában foglaló visszahajtását modellezve és a kezdeti alak módosítása után a megfelelő (22) térfogatot kiszámítva differenciálással meghatározzuk az ezen szimulált alakváltozásból eredő többlettérfogatot.

Annak érdekében, hogy elkerüljük az elvékonyodó tartományokban az anyagtöbblet következtében létrejövő (7) hajtásokat, a (60, 70) perforációkból hálókat alakítunk ki oly módon, hogy az alakváltoztatást megelőzően az így meghatározott többlettérfogatnak megfelelő mennyiségű anyagot távolítsunk el (lásd 4. ábrát).

Mint a 2. ábrán látható, a (60) perforációkból álló hálózat egy a derékszögnek megfelelő (50) középső tartományt foglal magában, mely egy (40) formált tartományt, és ennek az (50) középső tartománynak az oldalainál pedig egy (51a, illetve 51b átmenetei) tartományt határoz meg, melyek biztosítják a perforált (50) középső tartomány és a nem perforált (20 és 30) felhajlított peremek közötti összeköttetést.

A (60) perforációk számuk, méretük és geometriai alakjuk függvényében vannak elosztva.

A 2. ábrán egy másik, a (70) perforációkból álló hálózat is látható, és ez a (70) perforációkból álló hálózat oly módon van elosztva, hogy elnyelje a (20) felhajlított perem hossznövekedését, például olyan helyeken, ahol egyébként bordákat vagy bemetszéseket lehet elhelyezni.

A (10) fémlemez, például sajtolással történő formázása során a például a sajtolószerszámban kifejtett sajtolóerők megváltoztatják a (10) fémlemez alakját.

A (60 és 70) perforációk által képezett üres terek a (60 és 70) perforációk peremeinek egymáshoz való közeledése folyamán eltűnnek, ami lehetővé teszi, hogy elkerüljük az ellenőrizetlen alakváltozásokat, és megőrizzük a (10) fémlemez lényegében állandó vas> tagságát, és így megvalósítjuk az anyag viszonylagos folytonosságát

Az elvékonyodó (40, 40a) formált tartományokban kialakított (60,70) perforációk alkalmasan megválasztott alakúak, például téglalap vagy sokszög alakúak, és számuk valamint felületük nagysága az alaptól kiindulva a (20, 30) felhajlított peremek széle irányában növekszik.

Abban az esetben, amikor a (40) formált tartomány két élt tartalmaz, melyek e két él között egy (41) lesarkítást határolnak (lásd az 5. és a 6. ábrákat), a (40) formált tartomány két (60) perforációkból álló hálózatot tartalmaz, melyek a (41) lesarkítás egyik, illetve másik részén helyezkednek el, vagyis az elvékonyodó tartományokban.

Az egyes (60) perforációkból álló hálózatok ugyanolyan alakúak, mint amilyen a 2. ábrán az a derékszög által meghatározott tartomány, melynek egy éle van, és a (60) perforációk számuk, méretük és geometriai alakjuk függvényében vannak elosztva.

Tehát a (60 és 70) perforációkból álló hálózatokat úgy határozzuk meg, hog az alakváltoztatás előtt az ilyen módon meghatározott többlettérfogatnak megfelelő anyagmennyiséget távolítsunk el.

Ebben az esetben tehát a (60 és 70) perforációk által képezett üres témészek a (10) fémlemez formázása folyamán eltűnnek, ami lehetővé teszi, hogy elkerüljük az ellenőrizetlen alakváltozásokat, és a szóban forgó (10) fémlemez vastagságát lényegében állandó értéken tartsuk.

A találmány szerinti eljárás többek között lehetővé teszi:

- az alakváltoztatás folyamán a (7) hajtások kiküszöbölését,

- az alakváltoztatás idején kifejtendő erők csökkentését, különösen akkor, ha az (1) lemezt képező anyag nagy keménységű,

- az alakváltoztatással előidézett belső feszültségek elkerülését vagy csökkentését,

- az (1) lemez bemetszésének elkerülését és egy folytonos (20, 30) felhajlított perem kialakításával szilárdság növelését,

- és egy lényegében állandó vastagságú, meghatározott geometriai alakú munkadarab kialakítását.

Claims (7)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás nem kifejthető alakú munkadarabnak sík lemezből való megmunkálására, melynek során felhajlított peremeket alakítunk ki, azzal jellemezve, hogy:

   - a formázandó fémlemez (10) minden egyes felületeleméhez és egy adott lemezvastagsághoz meghatározunk egy elemi lemeztérfogat- változást a fémlemez (10) elemi térfogatra (21) és a fémlemeznek (10) a végső, nem kifejthető alakú munkadarab alak3

   HU 205727 Β változtatásával megváltoztatott elemi térfogata (22) közötti különbség alapján,

   - legalább egy perforációkból (60, 70) álló hálózatot határozunk meg oly módon, hogy olyan mennyiségű anyagot távolítunk el, mely megfelel a fémlemeznek (10) a végső, nem kifejthető alakú munkadarab alak·» változtatása következtében fellépő térfogatváltozásának,

   - megválasztjuk a perforációk (60,70) számát, eloszlását, méretét és dákját,

   - a fémlemezen (10) kialakítjuk a fent említett perforációkból (60, 70) álló hálózatot, a felhajlításkor elvékonyodó tartományokban,

   - a fémlemez alakját (10) a végső, nem kifejthető alakú munkadarab előállításához sajtolással megváltoztatjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a perforációkat (60) a fémlemezben (10) felhajlított peremek (20, 30) szöget képező formált tartományaiban (40) alakítjukki.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a perforációkat (70) a lemezben (10) olyan meghatározott helyeken alakítjuk ki, ahol a felhajlított perem (20) felhajlítása ezen felhajlított perem (20) hosszúságának megnövekedését idézi elő.
4. 4. Sík lemezből kialakított nemkifejthető alakú munkadarab, melynek felhajlított peremei vannak, azzal jellemezve, hogy az elvékonyodási tartományokban változtatható alakú és méretű perforációk (60,70) találhatók.
5. 5. A 4. igénypont szerinti munkadarab, azzal jellemezve, hogy a perforációk (60,70) téglalap alakúak
6. 6. A 4. igénypont szerinti munkadarab, azzal jellemezve, hogy a perforációk (60,70) sokszög alakúak.
7. 7. A 4-6. igénypontok bármelyike szerinti munkadarab, azzal jellemezve, hogy a változtatható alakú perforációk (60,70) úgy vannak elrendezve, hogy számuk és méretük a fenékiésztől a felhajlított peremek (20, 30) felé növekszik.