RU2082524C1

RU2082524C1 - Method for forming hollow parts from flat sheet blanks

Info

Publication number: RU2082524C1
Application number: RU93055857A
Authority: RU
Inventors: Е.С. Сизов
Original assignee: Научно-исследовательский институт авиационной технологии и организации производства
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1997-06-27

Abstract

FIELD: plastic metal working; may be used for manufacturing complex-shape hollow parts. SUBSTANCE: flat sheet blank 7 is placed in pack of two shaping members 4, 19 made of easy-to-deform material and having flat surfaces contacting with blank. Opposite convex 5 and concave 20 surfaces correspond to part shape. The pack with blank is upset in axial direction between flat strikers 2, 11. Easy-to-deform material of shaping members 4, 19 may be polyurethane or rubber having respective hardness. Shaping member with concave initial surface 19 is cooled after forming, for example, by liquefied nitrogen until hardening it. when formed part 22 is removed shaping member is recovered to its initial state. EFFECT: reduced energy and labor consumption, and reduced cost price of manufacture. 3 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в процессах штамповки полых деталей из тонколистовых плоских заготовок. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in the processes of stamping hollow parts from sheet flat blanks.

Известен способ штамповки полых деталей из плоских листовых заготовок, по которому усилие деформирования на заготовку передают через пластичный, легко деформируемый материал, устанавливаемый в контакте с заготовкой [1]
Недостаток этого способа заключается в том, что при штамповке тонколистовой заготовки незажатые участки ее подвержены потере устойчивости, в результате чего снижается качество получаемых деталей.A known method of stamping hollow parts from flat sheet blanks, according to which the deformation force is transmitted to the workpiece through a plastic, easily deformable material installed in contact with the workpiece [1]
The disadvantage of this method is that when stamping a sheet blank, unclamped sections of it are susceptible to loss of stability, resulting in reduced quality of the parts.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ штамповки полых деталей из плоских листовых заготовок, при котором заготовку помещают в пакет из двух формообразующих элементов, выполненных из легко деформируемого материала, плоские поверхности которых контактируют с заготовкой, а противоположно расположенные выпуклая и вогнутая поверхности соответствуют форме детали, после чего пакет осаживают в осевом направлении между плоскими бойками [2]
Однако в известном способе штамповки тоноклистовых заготовок имеются недостатки, заключающиеся в существенных энергозатратах на формообразование пластичного металла (свинца), применяемого в качестве легкодеформируемого материала элементов пакета и в затратах на вспомогательные работы, связанные с извлечением пакета из контейнера и с последующей установкой его с новой заготовкой в контейнер.The closest to the invention in technical essence and the achieved effect is a method of stamping hollow parts from flat sheet blanks, in which the workpiece is placed in a package of two forming elements made of easily deformable material, the flat surfaces of which are in contact with the workpiece, and the opposite ones are convex and concave the surfaces correspond to the shape of the part, after which the package is axially deposited between the flat strikers [2]
However, in the known method of stamping thin-sheet blanks, there are drawbacks consisting in significant energy consumption for the shaping of plastic metal (lead) used as an easily deformable material of the bag elements and in the cost of auxiliary work associated with removing the bag from the container and then installing it with a new blank into the container.

Технический результат изобретения, заключается, во-первых, в значительном снижении энергозатрат на осуществление способа штамповки полых листовых деталей и, во-вторых, в снижении трудоемкости изготовления деталей за счет устранения необходимости извлечения из контейнера элементов пакета и последующей установки их в контейнер, определяемых необходимостью удаления отштампованной детали и установкой новой заготовки в пакет для штамповки. The technical result of the invention consists, firstly, in a significant reduction in energy costs for the implementation of the method of stamping hollow sheet parts and, secondly, in reducing the complexity of manufacturing parts by eliminating the need to remove package elements from the container and then installing them in the container, determined by the need removing the stamped part and installing a new workpiece in the stamping bag.

Достижение указанного технического результата от использования изобретения основано на том, что согласно предложенному способу штамповки полых деталей из плоских листовых заготовок, при котором заготовку помещают в пакет из двух формообразующих элементов, выполненных из легко деформируемого материала, плоские поверхности которых контактируют с заготовкой, а противоположно расположенные выпуклые и вогнутая поверхности соответствуют форме детали, после чего пакет осаживают в осевом направлении между плоскими бойками, в качестве легко деформируемого материала формообразующих элементов пакета используют полиуретан или резину соответствующей твердости, а формообразующий элемент с вогнутой исходной поверхностью после штамповки охлаждают до его затвердевания, например, при помощи жидкого азота, а после удаления отштампованной детали охлажденному формообразующему элементу придают исходное состояние. The achievement of the specified technical result from the use of the invention is based on the fact that according to the proposed method of stamping hollow parts from flat sheet blanks, in which the workpiece is placed in a bag of two forming elements made of easily deformable material, the flat surfaces of which are in contact with the workpiece, and opposite convex and concave surfaces correspond to the shape of the part, after which the package is axially deposited between the flat strikers, as light of deformable material forming elements used package polyurethane or rubber appropriate hardness, and a concave mold member surface after the initial stamping cooled to solidification, for example, using liquid nitrogen and after removal of the stamped parts cooled mold member attached to the initial state.

Изобретение поясняется фиг. 1-3, где изображены этапы изготовления детали типа сферической оболочки: фиг. 1 исходное положение перед штамповкой; и положение перед началом штамповки; фиг. 2 положение в промежуточный момент штамповки и положение в момент окончания штамповки; фиг. 3 положение после обратного хода пресса и положение перед удалением отштампованной детали. The invention is illustrated in FIG. 1-3, which depicts the steps of manufacturing a spherical shell type part: FIG. 1 initial position before stamping; and position before stamping; FIG. 2 position at the intermediate moment of stamping and position at the end of stamping; FIG. 3 position after the reverse stroke of the press and the position before removing the stamped part.

Устройство для осуществления способа содержит установленный на столе 1 пресса нижний боек 2, в центральном углублении 3 которого размещен нижний формообразующий элемент 4 с выпуклой поверхностью 5 и с плоской поверхностью 6, на которую устанавливается плоская листовая заготовка 7, центрируемая при помощи буртика 8 на нижнем формообразующем элементе 4; закрепленный на ползуне 9 через теплоизоляционную прокладку 10 верхний боек 11 с контейнером, состоящим из верхней 12 и нижней 13 частей, между которыми размещены кольцевая теплоизоляционная прокладка 14 и стакан 15, который вместе с наружной цилиндрической поверхностью 16 верхней части 12 контейнера образует кольцевую емкость для размещения в ней хладоагента 17 в виде, например, жидкого азота; подвешенный при помощи буртика 18 верхний формообразующий элемент 19 с вогнутой поверхностью 20 и с плоской поверхностью 21, взаимодействующей с поверхностью заготовки 7. The device for implementing the method comprises a lower hammer 2 mounted on a press table 1, in the central recess 3 of which a lower forming element 4 with a convex surface 5 and a flat surface 6, on which a flat sheet blank 7 is mounted, centered with a shoulder 8 on the lower forming element 4; fixed on the slider 9 through the heat-insulating gasket 10, the upper striker 11 with a container consisting of an upper 12 and a lower 13 parts, between which an annular heat-insulating gasket 14 and a glass 15 are placed, which together with the outer cylindrical surface 16 of the upper part 12 of the container form an annular container for placement in it refrigerant 17 in the form of, for example, liquid nitrogen; suspended with the shoulder 18 of the upper forming element 19 with a concave surface 20 and with a flat surface 21, interacting with the surface of the workpiece 7.

Формообразующие элементы 4 и 19 выполнены из легко деформируемого материала, но не из пластичного металла (как в прототипе), а из эластичной среды (резины или полиуретана). The forming elements 4 and 19 are made of easily deformable material, but not of ductile metal (as in the prototype), but of an elastic medium (rubber or polyurethane).

Штамповка полых деталей предложенным способом осуществляется следующим образом. Stamping of hollow parts by the proposed method is as follows.

Листовую заготовку 7 помещают на плоскую поверхность 6 нижнего формообразующего элемента 4 и центрируют при помощи буртика 8. The sheet blank 7 is placed on a flat surface 6 of the lower forming element 4 and centered using a shoulder 8.

Включение рабочего хода пресса приводит к перемещению ползуна 9 пресса с верхней частью штампа из положения на фиг. 1 к положению на фиг. 2. The inclusion of the working stroke of the press leads to the movement of the slider 9 of the press with the upper part of the stamp from the position in FIG. 1 to the position in FIG. 2.

Прилегающие к плоской заготовке 7 поверхности 6 и 21 формообразующих элементов 4 и 19 плоские. Противоположные поверхности 5 и 20 формообразующих элементов 4 и 19 имеют выпуклую и вогнутую форму, соответствующие форме штампуемой детали 22. The surfaces 6 and 21 of the forming elements 4 and 19 adjacent to the flat blank 7 are flat. Opposite surfaces 5 and 20 of the forming elements 4 and 19 have a convex and concave shape corresponding to the shape of the stamped part 22.

Создание усилия штамповки P_ш на ползуне пресса приводит к осаживанию пакета из формообразующих элементов 4 и 19, в результате чего они принимают сначала промежуточную форму 23 и 24, а в конце штамповки форму 25 и 26, а размещенная между формообразующими элементами 4 и 19 листовая заготовка 7 принимает сначала форму согласно позиции 27, и в конце штамповки - форму готовой детали 22.The creation of the stamping force P _W on the press slide leads to the upsetting of the bag from the forming elements 4 and 19, as a result of which they first take an intermediate form 23 and 24, and at the end of the stamping form 25 and 26, and a sheet blank placed between the forming elements 4 and 19 7 first takes the shape according to position 27, and at the end of the stamping - the shape of the finished part 22.

Следует однако иметь в виду, что применение формообразующих элементов 4 и 19 из резины или полиуретана связано с необходимостью фиксации формы одного из последних в конечный момент штамповки детали, так как в противном случае отштампованная деталь 22 будет при разгрузке пресса переформована в полуфабрикат неопределенной формы, т.е. в брак. However, it should be borne in mind that the use of forming elements 4 and 19 of rubber or polyurethane is associated with the need to fix the shape of one of the latter at the final moment of stamping the part, since otherwise the stamped part 22 will be re-formed into a semi-finished product of indefinite shape when unloading, t .e. to marriage.

Поэтому, во-первых, для фиксации формообразующего элемента в конечный момент предложено выбрать верхний элемент 19 с исходной вогнутой поверхностью 20, который согласно фиг. 4 принимает опять-таки вогнутую форму конечную, что способствует "закреплению" на последней отштампованной детали 22, например, при помощи смазки и последующего удаления детали из штампа. Therefore, firstly, to fix the forming element at the final moment, it is proposed to select the upper element 19 with the initial concave surface 20, which according to FIG. 4 again assumes a concave end shape, which helps to “fasten” to the last stamped part 22, for example, by lubrication and subsequent removal of the part from the stamp.

И во-вторых, фиксацию формообразующего элемента 19 предложено обеспечить за счет затвердевания эластичной среды (резины или полиуретана) при охлаждении ее, например, жидким азотом до соответствующей температуры затвердевания, для чего в штампе предусмотрен кольцевой резервуар из стакана 15, в который заливается жидкий азот, обеспечивающий охлаждение формообразующего элемента 26 за счет контакта его с охлажденными верхним бойком 11 и верхней частью контейнера 12. Как только будет обеспечено затвердевание элемента 19, ползун 9 пресса вместе с верхней частью штампа перемещают в крайнее верхнее положение согласно фиг. 5, в результате чего нижний упругий формообразующий элемент 4 принимает исходную форму. And secondly, it is proposed to fix the forming element 19 by hardening an elastic medium (rubber or polyurethane) while cooling it, for example, with liquid nitrogen to the corresponding solidification temperature, for which an annular tank from a glass 15 is poured into the die, into which liquid nitrogen is poured providing cooling of the forming element 26 due to its contact with the cooled upper striker 11 and the upper part of the container 12. As soon as the solidification of the element 19 is provided, the press slider 9 together with The upper part of the die is moved to its highest position according to FIG. 5, whereby the lower resilient forming element 4 takes its original shape.

Последующий преднамеренный нагрев элемента 19 до температуры выше температуры затвердевания формообразующего элемента 19 приведет к восстановлению исходной формы последнего при переформовке из положения на фиг. 5 в положение на фиг. 6 и отштампованная деталь 22 может быть удалена из рабочей зоны штампа. После этого штамп готов к изготовлению следующей детали. Subsequent deliberate heating of the element 19 to a temperature above the solidification temperature of the forming element 19 will lead to the restoration of the original form of the latter during reforming from the position in FIG. 5 to the position of FIG. 6 and the stamped part 22 may be removed from the die working area. After that, the stamp is ready for the manufacture of the next part.

Таким образом, предложенный способ штамповки полых деталей в отличие от прототипа исключает необходимость сборки в пакет формообразующих элементов с заготовкой, установку его в контейнер, выемку и разборку пакета из контейнера после штамповки, что весьма затруднительно выполнить при больших размерах штампуемой детали. Thus, the proposed method for stamping hollow parts, in contrast to the prototype, eliminates the need for assembling a forming element with a workpiece into a package, installing it in a container, removing and disassembling the package from the container after stamping, which is very difficult to perform with large dimensions of the stamped part.

Это, в конечном итоге, способствует снижению трудоемкости и себестоимости изготовления полых листовых деталей из заготовок диаметром до 150 мм по меньшей мере в 2,0-2,5 раза и обеспечивает еще больший экономический эффект при изготовлении детлей из заготовок диаметром более 150 мм. This, ultimately, helps to reduce the complexity and cost of manufacturing hollow sheet parts from blanks with a diameter of up to 150 mm at least 2.0-2.5 times and provides an even greater economic effect in the manufacture of parts from blanks with a diameter of more than 150 mm.

Claims

A method of stamping hollow parts from flat sheet blanks, in which the blank is placed in a package of two forming elements made of easily deformable material, the flat surfaces of which are in contact with the workpiece, and the oppositely arranged convex and concave surfaces correspond to the shape of the part, after which the packet with the workpiece is deposited in the axial direction between the flat strikers, characterized in that as a easily deformable material of the forming elements of the package using polyurethane or rubber of appropriate hardness, and the forming element with a concave initial surface at the end of stamping is cooled with liquid nitrogen until it solidifies, and after removal of the stamped part, the latter is restored to its original state.