PL155477B1 - Method of and pinching die for making holes with flanged edges in particular those to be tapped - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 155 477

POLSKA

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent dodatkowy do patentu nr---Int. Cl.⁵ B21D 35/00

Zgłoszono: 87 12 31 (P. 269974)

Pierwszeństwo--fi ^β t

Zgłoszenie ogłoszono: 89 07 10

Opis patentowy opublikowano: 1992 03 31

Twórcy wynalazku: Jan Mądry, Ryszard Maćczak, Wiesław Woźniak, Edward Zdziebkowski, Mieczysław Żeber

Uprawniony z patentu: Zakłady Aparatury Elektrycznej „EMA-ELESTER, Łódź (Polska)

Sposób i tłocznik do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint

Przedmiotem wynalazku jest sposób i tłocznik do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint, stosowany przy wytwarzaniu elementów metodą obróbki plastycznej na zimno, używanych np. w przemyśle elektrotechnicznym.

Znany sposób otrzymywania otworów z wywiniętym obrzeżem pod gwint w elementach z blachy lub taśmy, polega na wykonywaniu tych otworów przy użyciu tłocznika mającego stempel walcowy z zakończeniem stożkowym, współpracującym z otworem matrycy tłocznika. Zakończeniem stożkowym stempla przebija się punktowo materiał elementu, a następnie formuje się jego dalszą częścią kształt otworu i obrzeża w otworze matrycy tłocznika.

Znany jest również drugi sposób uzyskiwania otworów z wywiniętym obrzeżem pod gwint w elementach z blachy lub taśmy, który obejmuje dwie fazy robocze. W pierwszej fazie roboczej wycina się wstępnie w materiale elementu otwór o małej średnicy, a w drugiej fazie roboczej formuje się kształt otworu i obrzeża stemplem cylindrycznym w otworze matrycy. W sposobie tym, w zależności od konstrukcji tłocznika, realizuje się fazę wycinania otworu i fazę kształtowania otworu i obrzeża w dwóch osobnych taktach lub w jednym takcie, co ma miejsce w przypadku użycia tłocznika ze stemplem dwustopniowym, dziurkująco-wywijającym.

Wadą sposobu pierwszego jest niska jakość otworu z obrzeżem spowodowana znacznymi pęknięciami materiału występującymi na krawędzi obrzeża.

Jakość otworu z wywiniętym obrzeżem uzyskiwana sposobem drugim jest lepsza od jakości otworu uzyskiwanego sposobem pierwszym, lecz występuje ograniczenie wysokości obrzeża, które nie przekracza dwóch grubości materiału wyjściowego. Przy skrajnych wysokościach, możliwych do uzyskania tym sposobem, na krawędzi obrzeża występują ślady pęknięć, które wpływają niekorzystnie na wytrzymałość mechaniczną otworu z wywiniętym obrzeżem. Ponadto, przy

155 477 wykonywaniu otworu z wywiniętym obrzeżem z przeznaczeniem na złącze gwintowe, którego prawidłowe funkcjonowanie jest uwarunkowane określoną normami liczbą zwojów gwintu, co ma miejsce np. w przemyśle elektrotechnicznym, zachodzi konieczność stosowania materiału wyjściowego o większej grubości niż to jest uzasadnione innymi względami konstrukcyjnymi. Powoduje to wzrost zużycia materiału i ciężaru elementu, a w efekcie koszt jego wytwarzania.

Sposób wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint, według wynalazku, wykorzystuje proces tłoczenia oraz wycinania otworu wstępnego i charakteryzuje się tym, że w materiale elementu wykonuje się wytłoczenie wstępne, przy czym materiał z dna wytłoczenia wstępnego wyciska się i przemieszcza promieniowo na boki wytłoczenia, następnie wycina się otwór w dnie wytłoczenia wstępnego, a potem przeprowadza się operację końcowego kształtowania otworu i obrzeża.

Tłocznik do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint, według wynalazku, zawiera stempel oraz matrycę i charakteryzuje się tym, że ma wstawkę formującą, umieszczoną w pierwszym otworze matrycy i usytuowaną współosiowo ze stemplem, do kształtowania wytłoczenia wstępnego oraz stempel dwustopniowy, ułożony współosiowo z drugim otworem matrycy, do wycinania otworu w wytłoczeniu wstępnym oraz do końcowego kształtowania otworu i obrzeża.

Zaletą sposobu i tłocznika do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint, według wynalazku, jest korzystny rozkład wewnętrznych naprężeń mechanicznych, dzięki czemu uzyskuje się otwór z obrzeżem bez śladów pęknięć, co zapewnia dużą wytrzymałość mechaniczną otworu i wysoką jego jakość.

Następną zaletą sposobu i tłocznika do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem, zgodnego z wynalazkiem, jest prawie całkowite wykorzystanie materiału ze strefy tłoczenia, wskutek czego uzyskuje się otwór z obrzeżem o dużej wysokości, wynoszącej co najmniej dwie i pół grubości materiału wyjściowego. Umożliwia to wykonywanie otworu z obrzeżem, przeznaczonego na złącza gwintowe o stosunkowo dużej liczbie zwojów gwintu, a więc przydatnego np. dla przemysłu elektrotechnicznego, przy zastosowaniu materiału wyjściowego o małej grubości, co zmniejsza zużycie materiału i ciężar elementu, a więc i koszt jego wytwarzania.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia trzy fazy wykonywania otworu z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint, natomiast fig. 2 przedstawia tłocznik do wykonywania tych otworów.

Sposób wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint, według wynalazku jest realizowany w trzech fazach technologicznych, przedstawionych na fig. 1. Pierwsza faza technologiczna jest realizowana w pierwszym takcie roboczym, w którym za pomocą stempla 4 w materiale elementu wykonuje się wytłoczenie wstępne, przy czym materiał z dna wytłoczenia wstępnego wyciska się za pomocą wkładki formującej 13 i przemieszcza promieniowo na boki wytłoczenia wstępnego. Uzyskane w ten sposób wytłoczenie wstępne ma otwór nieprzelotowy, składający się z części cylindrycznej o średnicy dl i wysokości równej grubości materiału elementu oraz z części w kształcie stożka ściętego, którego podstawa o średnicy do stanowi dno wytłoczenia.

Korzystne wyniki uzyskuje się gdy średnica do dna wytłoczenia wstępnego wynosi piędziesiąt do siedemdziesięciu procent średnicy di otworu cylindrycznego, które może zawierać się w granicach od dwóch do czterech grubości materiału elementu. Kąt a pochylenia powierzchni bocznej otworu w kształcie stożka ściętego w stosunku do pionu zawiera się w granicach od 20-30°. Wytłoczenie wstępne posiada od strony zewnętrznej zagłębienie w kształcie stożka ściętego o małej wysokości. Kąt β pochylenia powierzchni bocznej tego zagłębienia, w stosunku do poziomu zawiera się w granicach od 20-30°. Wysokość wytłoczenia wstępnego wynosi około dwóch grubości materiału elementu. Grubość s dna wytłoczenia wstępnego zależy od rodzaju i grubości materiału elementu i zawiera się w granicach od 0,2-0,5 mm.

Drugą i trzecią fazę technologiczną realizuje się w drugim takcie roboczym, w którym za pomocą stempla dwustopniowego 5 wycina się otwór w dnie wytłoczenia wstępnego i przeprowadza się operację końcowego kształtowania otworu i obrzeża. Uzyskuje się w ten sposób otwór okrągły o jednolitej średnicy z wywiniętym obrzeżem, którego wysokość wynosi co najmniej dwie

155 477 i pół grubości materiału elementu. Średnica zewnętrzna dz obrzeża mieści się w granicach 1,2-1,5 średnicy otworu di.

Technologia według wynalazku umożliwia uzyskiwanie otworów z wywiniętym obrzeżem o wysokiej jakości oraz o dużej wysokości obrzeża, dzięki czemu otwory te mogą być stosowane w złączach gwintowych o stosunkowo dużej liczbie zwojów gwintu, co ma miejsce np. w aparatach elektrycznych i osprzęcie elektrotechnicznym. Sposób nadaje się do stosowania w elementach z blachy lub taśmy o grubości od 1,5-4,0 mm.

Tłocznik do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint, według wynalazku, jest przedstawiony na fig. 2. Tłocznik składa się z zespołu ruchomego współpracującego z zespołem nieruchomym. Zespół ruchomy składa się z płyty głowicowej 1, do której jest przymocowana za pośrednictwem przekładki 2 płyta stemplowa

3. W płycie stemplowej 3 jest osadzony stempel 4 i stempel dwustopniowy 5. Ponadto, płyta stemplowa 3 współpracuje z płytą prowadzącą 6, która prowadzi stempel 4 oraz stempel dwustopniowy 5. Zderzak 7 wyznacza dolne położenie robocze stempli. Pomiędzy płytą stemplową 3 a płytą prowadzącą 6 są umieszczone sprężyny dociskowe 8, dociskające płytę prowadzącą 6 do materiału elementu poddanego obróbce technologicznej. Stempel 4 ma kształt walcowy i posiada część roboczą o średnicy di odpowiadającej średnicy otworu walcowego w wytłoczeniu wstępnym i wykonywanego w elemencie otworu pod gwint. Część robocza stempla 4 ma zakończenie o kszałcie stożka ściętego, którego podstawa stanowiąca powierzchnię czołową stempla ma średnicę do odpowiadającą średnicy dna wytłoczenia wstępnego w elemencie. Powierzchnia boczna zakończenia stempla 4 w kształcie stożka ściętego jest nachylona w stosunku do pionu pod kątem a mieszczącym się w granicach 20-30°C, odpowiadającym kątowi pochylenia powierzchni bocznej ograniczającej część otworu o kształcie stożka ściętego w wytłoczeniu wstępnym. Stempel dwustopniowy 5, również o kształcie walcowym, ma dwustopniową część roboczą o różnych średnicach. Stopień pierwszy ma średnicę do odpowiadającą średnicy dna wytłoczenia wstępnego w elemencie oraz otworu wycinanego w dnie tego wytłoczenia. Stopień drugi ma średnicę di odpowiadającą średnicy części otworu o kształcie cylindrycznym w wytłoczeniu wstępnym i średnicy otworu z wywiniętym obrzeżem pod gwint, wykonanym w elemencie z blachy lub taśmy.

Zespół nieruchomy składa się z podstawy 9, do której za pośrednictwem przekładki 10 jest przytwierdzona matryca 11. Matryca 11 ma otwór pierwszy 12, usytuowany współosiowo ze stemplem 4, w którym jest umieszczona wkładka formująca 13 i otwór drugi 14, wykonany jako przelotowy i ułożony współosiowo ze stemplem dwustopniowym 5. Średnica d2 otworu pierwszego 12 odpowiada średnicy zewnętrznej wytłoczenia wstępnego w elemencie. Wkładka formująca 13 ma zakończenie w kształcie stożka ściętego, którego powierzchnia boczna jest nachylona w stosunku do poziomu pod kątem β, odpowiadającym kątowi pochylenia powierzchni bocznej zagłębienia w wytłoczeniu wstępnym. Otwór drugi 14 matrycy 11 ma średnicę dz odpowiadającą średnicy zewnętrznej obrzeża wywiniętego w elemencie z blachy lub taśmy. Korzystne wyniki uzyskuje się, gdy średnica zewnętrzna dz wytłoczenia wstępnego jest od 1,2-1,5 razy większa od średnicy di otworu z wywiniętym obrzeżem. W dolnym położeniu krańcowym stempla 4, pomiędzy powierzchniami czołowymi tego stempla i wkładki formującej 13 występuje szczelina s, odpowiadająca grubości dna wytłoczenia wstępnego w elemencie. W celu ułatwienia podawania materiału, średnica dz otworu pierwszego 12 matrycy 11 jest większa o 0,1-0,3 mm od średnicy dz otworu drugiego 14 matrycy 11.

Tłocznik według wynalazku stanowi integralną część typowego wykrojnika, wycinającego kształt elementu, w którym ma być wykonywany otwór z wywiniętym obrzeżem pod gwint.

Tłocznik do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint, według wynalazku, działa w sposób niżej opisany.

W pierwszym takcie roboczym, stempel 4 i otwór pierwszy 12 matrycy 11 kształtują wytłoczenie wstępne w materiale elementu, przy czym podczas zbliżania się do siebie powierzchni czołowych stempla 4 i wkładki formującej 13 następuje wyciskanie materiału z dna wytłoczenia wstępnego i jego promieniowe przemieszczanie na boki wytłoczenia.

W drugim takcie roboczym, za pomocą otworu drugiego 14 matrycy 11 i stempla dwustopniowego 5 realizuje się najpierw wycinanie otworu w dnie wytłoczenia wstępnego, a następnie końcowe kształtowanie otworu i obrzeża.

155 477

Claims (2)

155 477

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint, wykorzystujący proces tłoczenia i wycinania otworu wstępnego, znamienny tym, że w materiale elementu wykonuje się wytłoczenie wstępne, przy czym materiał z dna wytłoczenia wstępnego wyciska się i przemieszcza promieniowo na boki wytłoczenia, następnie wycina się otwór w dnie wytłoczenia wstępnego, a potem przeprowadza się operację końcowego kształtowania otworu i obrzeża.

2. Tłocznik do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint, zawierający stempel oraz matrycę, znamienny tym, że ma wstawkę formującą (13), umieszczoną w pierwszym otworze (12) matrycy (11) i usytuowaną współosiowo ze stemplem (4), do kształtowania wytłoczenia wstępnego oraz stempel dwustopniowy (5) ułożony współosiowo z drugim otworem (14) matrycy (11), do wycinania otworu w wytłoczeniu wstępnym oraz do końcowego kształtowania otworu i obrzeża.