PL220351B1

PL220351B1 - Sposób głębokiego tłoczenia blach metalowych przy użyciu tłocznika kompozytowego

Info

Publication number: PL220351B1
Application number: PL395142A
Authority: PL
Inventors: Maciej Czernik; Stanisław Nowak; Krzysztof Rzeźnik; Artur Rękas; Antoni Podkomorzy; Wiesława Stachowicz; Kazimierz Świątkowski; Krzysztof Żaba
Original assignee: Polskie Zakłady Lotnicze Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2015-10-30
Also published as: PL395142A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób głębokiego tłoczenia blach metalowych przy użyciu tłocznika kompozytowego, składającego się z matrycy i stempla, stosowany w szczególności do głębokiego tłoczenia dynamicznego lub statycznego części z blach ze stopów aluminium lub stopów tytanu, stosowanych w przemyśle lotniczym.

Znany jest sposób wytwarzania wielkogabarytowych, powłokowych elementów metodami wielooperacyjnego, dynamicznego tłoczenia na prasomłotach z wykorzystaniem masywnych, odlewanych matryc z cynku oraz stempli z ołowiu i cynku, polegający na dynamicznym tłoczeniu odpowiednio przygotowanej blachy umieszczonej pomiędzy matrycą i stemplem. Tłoczenie części odbywa się na młotach pneumatycznych. Stempel przykręcany jest do kowadła śrubami mocującymi, natomiast matryca jest mocowana do szaboty młota. Po ustawieniu i posmarowaniu narzędzi olejem, na matrycy umieszcza się blachę wsadową i prowadzi się operacje kształtowania poprzez kilkukrotne uderzenia i ewentualne wyprowadzanie pofałdowań. W przypadku tłoczenia skomplikowanych detali, stosuje się większą liczbę kompletów tłoczników, których wymiana zasadniczo zwiększa pracochłonność procesu.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 178829 znany jest sposób intensywnego tłoczenia materiałów, znajdujący zastosowanie zwłaszcza podczas tłoczenia metali i stopów metali z dużym odkształceniem. Sposób według wynalazku polega na tym, że podczas tłoczenia wymuszane jest dodatkowe odkształcenie plastyczne, zlokalizowane w formie pasm ścinania. Odkształcenie to uzyskuje się poprzez cykliczne skręcanie lub przesuwanie narzędzi kształtujących względem części tłoczonego materiału. Odkształcenie to uzyskuje się również poprzez cykliczne skręcanie lub przesuwanie części tłoczonego materiału względem narzędzi kształtujących.

Natomiast z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 376 809 znana jest metoda głębokiego tłoczenia materiałów w postaci arkuszy blach, z wykorzystaniem elastycznego elementu stempla do kształtowania i ostatecznego eliminowania nadmiaru objętości materiału.

Sposób głębokiego tłoczenia blach metalowych przy użyciu tłocznika kompozytowego, według wynalazku, realizowany korzystnie na młotach pneumatycznych, polegający na dynamicznym tłoczeniu odpowiednio przygotowanej blachy umieszczonej pomiędzy matrycą i stemplem charakteryzuje się tym, że do bijaka młota przykręca się za pomocą śrub mocujących stempel kompozytowy wykonany z kompozytu poliuretanowego zawierającego składnik A, korzystnie izocyjanian w ilości od 13% do 20% wagowych, składnik B, korzystnie poliol, w ilości od 26% do 40% wagowych, napełniacz, korzystnie uwodniony tlenek glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniacz, korzystnie rowing szklany, w ilości od 7% do 11% wagowych. Następnie opuszcza się stempel i pozycjonuje się zamocowaną do szaboty młota pneumatycznego, matrycę kompozytową, wykonaną z kompozytu poliuretanowego zawierającego w swoim składzie składnik A, korzystnie izocyjanian w ilości od 13% do 20% wagowych, składnik B, korzystnie poliol, w ilości od 26% do 40% wagowych, napełniacz, korzystnie uwodniony tlenek glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniacz, korzystnie rowing szklany, w ilości od 6% do 9% wagowych. W następnym etapie, pomiędzy matrycą a stemplem umieszcza się przygotowany wcześniej poprzez natrasowanie konturów i przycięcie, materiał wsadowy, po czym dokonuje się operacji kształtowania poprzez wielokrotne uderzenia stempla w ułożony na matrycy materiał wsadowy, przy czym w pierwszej kolejności kształtuje się fragmenty o rozbudowanej konfiguracji, korzystnie przy pomocy elastycznych podkładek, natomiast po każdej operacji wyprowadza się powstałe w trakcie procesu fałdy obrabianej części. Po ostatecznym ukształtowaniu część jest poddawana obróbce wykańczającej i uszlachetniającej.

Sposób głębokiego tłoczenia blach metalowych przy użyciu tłocznika kompozytowego według wynalazku, zapewnia wystarczająco dokładne odwzorowanie kształtu i wymiarów modelu. Skład kompozycji wypełniającej strukturę nośną tłocznika pozwala na optymalizację takich parametrów roboczej części stempla i matrycy jak, sprężystość, udarność, twardość, czy też wytrzymałość zmęczeniowa, jak również pozwala na tworzenie gradientu stężenia komponenta wzmacniającego a także zapewnia wystarczającą odporność na ścieranie. Konstrukcja narzędzi pozwala na przenoszenie sił bocznych i zabezpiecza ich trwałość podczas statycznego i dynamicznego obciążania.

Ponadto dzięki zastosowanej konstrukcji nośnej i kompozytowemu wypełnieniu, tłocznik według wynalazku ma mniejszą masę niż narzędzia metalowe, natomiast zastosowanie kompozytu poliuretanowego eliminuje używanie szkodliwego dla środowiska ołowiu. Skład kompozycji wypełniającej strukturę nośną zapewnia użytkowanie bez odkształceń trwałych, eliminujących narzędzie, przy czym konPL 220 351 B1 strukcja i wykonanie zapewniają możliwość wielokrotnej regeneracji zużytych tłoczników, w szczególności po zużyciu roboczej części.

Sposób według wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczne usytuowanie tłocznika kompozytowego.

Do bijaka 1 młota przykręca się za pomocą śrub mocujących stempel kompozytowy S wykonany z kompozytu poliuretanowego 2 zawierającego jako składnik A, izocyjanian w ilości od 13% do 20% wagowych, jako składnik B, poliol, w ilości od 26% do 40% wagowych, jako napełniacz, uwodniony tlenek glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz jako wypełniacz, rowing szklany, w ilości od 6% do 9% wagowych, po czym opuszcza się stempel i pozycjonuje się zamocowaną do szaboty 3 młota pneumatycznego, matrycę kompozytową, wykonaną z kompozytu poliuretanowego 4 zawierającego w swoim składzie jako składnik A, izocyjanian w ilości od 13% do 20% wagowych, jako składnik B, poliol, w ilości od 26% do 40% wagowych, jako napełniacz, uwodniony tlenek glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz jako wypełniacz, rowing szklany, w ilości od 7% do 11% wagowych, po czym pomiędzy matrycą a stemplem umieszcza się przygotowany wcześniej poprzez natrasowanie konturów i przycięcie materiał wsadowy 5, po czym dokonuje się operacji kształtowania poprzez wielokrotne uderzenia stempla w ułożony na matrycy materiał wsadowy, przy czym w pierwszej kolejności kształtuje się fragmenty o rozbudowanej konfiguracji przy pomocy elastycznych podkładek, natomiast po każdej operacji wyprowadza się powstałe w trakcie procesu fałdy obrabianej części, a następnie po ostatecznym ukształtowaniu, część jest poddawana obróbce wykańczającej i uszlachetniającej, znanymi metodami.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób głębokiego tłoczenia blach metalowych przy użyciu tłocznika kompozytowego, składającego się z matrycy i stempla, realizowany korzystnie na młotach pneumatycznych, polegający na dynamicznym tłoczeniu odpowiednio przygotowanej blachy umieszczonej pomiędzy matrycą i stemplem, znamienny tym, że do bijaka (1) młota przykręca się za pomocą śrub mocujących stempel kompozytowy (S) wykonany z kompozytu poliuretanowego (2) zawierającego składnik A, korzystnie izocyjanian w ilości od 13% do 20% wagowych, składnik B, korzystnie poliol, w ilości od 26% do 40% wagowych, napełniacz, korzystnie uwodniony tlenek glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniacz, korzystnie rowing szklany, w ilości od 7% do 11% wagowych, po czym opuszcza się stempel i pozycjonuje się zamocowaną do szaboty (3) młota pneumatycznego, matrycę kompozytową, wykonaną z kompozytu poliuretanowego (4) zawierającego w swoim składzie składnik A, korzystnie izocyjanian w ilości od 13% do 20% wagowych, składnik B, korzystnie poliol, w ilości od 26% do 40% wagowych, napełniacz, korzystnie uwodniony tlenek glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniacz, korzystnie rowing szklany, w ilości od 7% do 11% wagowych, po czym pomiędzy matrycą a stemplem umieszcza się przygotowany wcześniej poprzez natrasowanie konturów i przycięcie materiał wsadowy (5), po czym dokonuje się operacji kształtowania poprzez wielokrotne uderzenia stempla w ułożony na matrycy materiał wsadowy, przy czym w pierwszej kolejności kształtuje się fragmenty o rozbudowanej konfiguracji, korzystnie przy pomocy elastycznych podkładek, natomiast po każdej operacji wyprowadza się powstałe w trakcie procesu fałdy obrabianej części, a następnie, po ostatecznym ukształtowaniu, część jest poddawana obróbce wykańczającej i uszlachetniającej.