RU2209702C2 - Method for making different-thickness sheet products - Google Patents

Method for making different-thickness sheet products Download PDF

Info

Publication number
RU2209702C2
RU2209702C2 RU2001124489A RU2001124489A RU2209702C2 RU 2209702 C2 RU2209702 C2 RU 2209702C2 RU 2001124489 A RU2001124489 A RU 2001124489A RU 2001124489 A RU2001124489 A RU 2001124489A RU 2209702 C2 RU2209702 C2 RU 2209702C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semi
thickness
finished product
product
diameter
Prior art date
Application number
RU2001124489A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001124489A (en
Inventor
М.А. Бабурин
Е.С. Сизов
В.С. Сизов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Технощит"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Технощит" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Технощит"
Priority to RU2001124489A priority Critical patent/RU2209702C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2209702C2 publication Critical patent/RU2209702C2/en
Publication of RU2001124489A publication Critical patent/RU2001124489A/en

Links

Images

Landscapes

  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely manufacture of panels, hatches and other sheet parts with thickened edges while taking into account their lowered strength in zones of thermic influences caused by welding of adjacent parts. SUBSTANCE: method for making different-thickness sheet articles comprises steps of creating shearing deformation in direction of force action upon blank by means of flat strikers in flat sheet constant-thickness blank; simultaneously preliminarily forming flat sheet blank to hollow semifinished product with portion in the form of truncated cone; placing semifinished product into pack between two shaping members having the same height in axial direction, outer diameter Do and working surfaces (inside pack) engaging with respective surfaces of semifinished product; imparting to mutually opposite surfaces of semifinished products for making round (in plan view) articles form of truncated cones; providing constant total height in axial direction of pack defined by shaping members and semifinished product equal to (0.2 - 0.3)Do; upsetting prepared pack in container with diameter Do while transforming initial thickness of semifinished product to thickened portion of article at forming transition thickened zones. EFFECT: prevention of defects of well known similar process for making different-thickness sheets and blanks, enhanced factor of metal usage, lowered labor consumption at working articles. 5 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано, например, при изготовлении панелей, лючков и других листовых деталей с утолщенными кромками, учитывающими их снижение прочности в зоне термического влияния при выполнении сварочных работ с соседними деталями. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used, for example, in the manufacture of panels, hatches and other sheet metal parts with thickened edges, taking into account their decrease in strength in the heat-affected zone when welding with adjacent parts.

Известно техническое решение по изготовлению разнотолщинных листовых изделий за счет образования утолщений на кромках листов путем осадки металла, например, рабочим роликом в закрытую полость между плоским основанием и прижимной планкой с использованием гидравлического прижимного устройства, выполненного в виде системы роликов, расположенных по обе стороны листа напротив рабочего ролика [1]. Недостатком этого технического решения является сложность оборудования для осуществления осадки металла с наличием самостоятельных приводов прижима заготовки, осадки металла и необходимость регулирования силовыми и скоростными параметрами утолщения кромок листов. A technical solution is known for the manufacture of sheet metal products of different thicknesses due to the formation of thickenings on the sheet edges by metal precipitation, for example, with a working roller in a closed cavity between a flat base and a pressure bar using a hydraulic pressure device made in the form of a system of rollers located on both sides of the sheet opposite working roller [1]. The disadvantage of this technical solution is the complexity of the equipment for the implementation of metal precipitation with the presence of independent drives clamping the workpiece, metal precipitation and the need to adjust the power and speed parameters of thickening the edges of the sheets.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления разнотолщинных листовых изделий, при котором создание деформаций сдвига в заготовке в направлении силового воздействия на заготовку обеспечивает получение толщин в листе, разнящихся в 2,0 и более раза [2].Однако отмеченную разнотолщинность получают, во-первых, в полом листовом изделии, а не в плоской листовой заготовке и, во-вторых, эту разнотолщинноcть получают за счет утонения исходного материала, а не за счет его утолщения, что значительно ограничивает возможности способа по прототипу. Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved effect is a method of manufacturing different thickness sheet products, in which the creation of shear deformations in the workpiece in the direction of force acting on the workpiece provides thicknesses in the sheet, varying 2.0 or more times [2]. However, the marked thickness difference is obtained, firstly, in a hollow sheet product, and not in a flat sheet blank, and, secondly, this difference in thickness is obtained due to thinning of the starting material, and not due to its loss scheniya that significantly limits the ability of the prototype method.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в устранении отмеченных недостатков прототипа при изготовления разнотолщинных листов и заготовок, в повышении коэффициента использования металла, а также в снижении трудоемкости механообработки при изготовлении изделий. The technical result achieved by using the invention is to eliminate the noted disadvantages of the prototype in the manufacture of thickness sheets and blanks, to increase the utilization of metal, as well as to reduce the complexity of machining in the manufacture of products.

Достижение указанного технического результата от использования разработанного изобретения обеспечивается тем, что способ изготовления разнотолщинных листовых изделий включает создание деформации сдвига в направлении силового воздействия плоскими бойками в плоской листовой заготовке постоянной толщины, помещение в пакет между двумя деформируемыми формообразующими элементами и осаживание в контейнере между плоскими бойками с сопутствующим изменением исходной толщины до требуемой толщины изделия, при этом проводят предварительную штамповку плоской листовой заготовки в полый полуфабрикат с выштамповкой в форме усеченного конуса, образующую которого наклоняют под углом α к его оси согласно зависимости:
α = arcsin(So/Sу),
причем малое основание усеченного конуса диаметром d располагают над большим основанием диаметром D на высоте Нпф, устанавливаемой по формуле:
Hпф = [(Bу+2•Bп)•cosα-So•(1-sinα))]/sinα,
в пакет между двумя формообразующими элементами помещают полученный полуфабрикат, формообразующие элементы выполняют равновысотными в осевом направлении с наружным диаметром До и с внутрипакетными рабочими поверхностями, контактирующими с соответствующими поверхностями полуфабриката, а противоположные поверхности последних в плане выполняют по форме усеченных конусов с диаметрами оснований D и d и высотой между ними Нпф, причем суммарную высоту HΣ в осевом направлении полученного пакета из формообразующих элементов и полуфабриката принимают постоянной и равной:
HΣ = (0,2-0,3)•Дo,
после чего осаживание полученного пакета проводят в контейнере диаметром До, преобразуя исходную толщину So полуфабриката в утолщенную часть Sy изделия с образованием переходных зон утолщений от So к Sy по линейному закону на участках шириной Вп согласно формулам:
Bп = Rн•cosα и Sу = So/sinα,
где So - исходная толщина полуфабриката;
Sy - толщина изделия;
Вп - ширина зоны переходной толщины;
By - ширина утолщенной части изделия;
HΣ - суммарная толщина формообразующих элементов с полуфабрикатом;
Нпф - высота выштамповки в полуфабрикате;
До - диаметр контейнера, обжимных бойков, полуфабриката и формообразующих элементов;
D - диаметр большого основания усеченного конуса;
d - диаметр малого основания усеченного конуса;
α - угол наклона стенки полуфабриката к оси устройства;
Rн - наружный радиус изгиба стеночной части полуфабриката.
The achievement of the specified technical result from the use of the developed invention is ensured by the fact that the method of manufacturing different thickness sheet products includes creating shear deformation in the direction of force impact by flat dies in a flat sheet stock of constant thickness, placing it in a bag between two deformable forming elements and settling in a container between flat dies a concomitant change in the initial thickness to the desired thickness of the product, while preliminary th stamping of a flat sheet blank into a hollow semi-finished product with a stamping in the form of a truncated cone, the generatrix of which is inclined at an angle α to its axis according to the dependence:
α = arcsin (S o / S y ),
moreover, a small base of a truncated cone with a diameter d is located above a large base with a diameter D at a height H pf , established by the formula:
H pf = [(B y + 2 • B p ) • cosα-S o • (1-sinα))] / sinα,
the resulting semifinished product is placed in a bag between two forming elements, the forming elements are axially equal in height with the outer diameter D o and with the inside package working surfaces in contact with the corresponding surfaces of the semi-finished product, and the opposite surfaces of the latter are shaped in the form of truncated cones with base diameters D and d and a height between them N pf , and the total height H Σ in the axial direction of the resulting package of forming elements and a semi-factory that take constant and equal:
H Σ = (0.2-0.3) • D o ,
after which the precipitation of the resulting package is carried out in a container with a diameter of D o , transforming the initial thickness S o of the semi-finished product into a thickened part S y of the product with the formation of transition zones of thickening from S o to S y according to the linear law in areas of width B p according to the formulas:
B p = R n • cosα and S y = S o / sinα,
where S o - the initial thickness of the semi-finished product;
S y is the thickness of the product;
In p is the width of the transitional thickness zone;
B y is the width of the thickened part of the product;
H Σ is the total thickness of the forming elements with the semi-finished product;
N pf - stamping height in the semi-finished product;
D about - the diameter of the container, crimping strikers, semi-finished product and forming elements;
D is the diameter of the large base of the truncated cone;
d is the diameter of the small base of the truncated cone;
α is the angle of inclination of the wall of the semi-finished product to the axis of the device;
R n - the outer radius of the bend of the wall of the semi-finished product.

Изобретение поясняется чертежами, где показано:
на фиг. 1 - продольное сечение устройства для утолщения кромок листов в исходном положении;
на фиг.2 - то же в положении перед началом штамповки;
на фиг.3 - то же в положении после окончания штамповки;
на фиг.4 - то же в положении перед удалением утолщенного листа c формоизменяющими элементами из устройства;
на фиг.5 - расчетная схема для определения параметров утолщения листов.
The invention is illustrated by drawings, which show:
in FIG. 1 is a longitudinal section of a device for thickening the edges of the sheets in the initial position;
figure 2 is the same in position before stamping;
figure 3 is the same in position after stamping;
figure 4 is the same in the position before removing the thickened sheet with forming elements from the device;
figure 5 is a design diagram for determining the parameters of thickening of the sheets.

Согласно фиг. 1-5 способ изготовления разнотолщинных изделий осуществляется следующим образом. Сначала штампуют листовую заготовку в обычных штампах или на токарно-давильном станке в равнотолщинный полуфабрикат 1 (см. фиг. 1) в виде чаши диаметром До, толщина которой во фланцевой, донной и стеночной частях одинакова и равна исходной толщине заготовки Sо.According to FIG. 1-5, a method of manufacturing a different-thickness products is as follows. First, a sheet blank is stamped in conventional dies or on a turning and pressing machine into an equal-thickness semi-finished product 1 (see Fig. 1) in the form of a cup with a diameter Do, the thickness of which in the flange, bottom and wall parts is the same and equal to the original thickness of the workpiece S о .

После этого полуфабрикат 1 собирают с предварительно изготовленными (отштампованными или литыми) формообразующими элементами 2 и 3 в пакет диаметром До и суммарной толщиной HΣ и устанавливают его на нижний боек 4, прикрепленный к столу пресса 5. При рабочем ходе пресса сначала опускается вниз наружный ползун пресса 6 c контейнером 7, а затем - внутренний ползун пресса (условно не показан) с верхним бойком 8 до соприкосновения с верхним фомообразующим элементом 2 (см. фиг.2). Дальнейшее опускание ползуна пресса с верхним бойком 8 приводит к пластической деформации формообразующих элементов 2 и 3 с полуфабрикатом 1 и в крайнем нижнем положении верхнего бойка 8 они принимают вид согласно фиг.3, в результате чего формообразующие элементы принимают плоскую форму 9 и 10, а полуфабрикат 1 штампуется в плоское изделие 11, при этом фланцевая часть 12 и донная часть 13 полуфабриката 1 (находясь в прижатом состоянии между плоскими участками формообразующих элементов 9 и 10) практически не деформируются. Стеночная же часть 14 полуфабриката 1 при снижении его фланцевой части 12 относительно донной части 13 пластически деформируется в утолщенную часть 15 изделия 11 за счет деформаций сдвига в направлении силового воздействия на пластически деформируемый пакет из формообразующих элементов 2 и 3 с полуфабрикатом 1 (см. фиг.3). После окончания изготовления изделия 11 наружному ползуну пресса 6 с контейнером 7 сообщают перемещение в крайнее верхнее положение и затем поднимают вверх плоский боек 8. Оставшиеся на плите 4 сдеформированные формообразующие элементы 9 и 10 вместе с отштампованным изделием 11 удаляют из рабочей зоны пресса: первые для переплавки их в новые формообразующие элементы 2 и 3, а изделие 11 - для последующей механообработки, при этом металлом для формообразующих элементов могут служить легкоплавкие пластически деформируемые металлы, например, сплав Вуда (Тпл=60oС), сплав Гутри (Тпл=45oС), сплав Липовица (Тпл= 70oС) и др.[3]. Для предложенного способа изготовления разнотолщинных изделий применение легкоплавких металлов с цинковыми добавками по [4] имеет ряд технологических преимуществ.After this, the semifinished product 1 is collected with prefabricated (stamped or cast) forming elements 2 and 3 in a bag with a diameter of D about and a total thickness of H Σ and set it on the lower hammer 4, attached to the press table 5. When the press moves, the outer one first goes down press slider 6 with container 7, and then the internal press slider (not shown conditionally) with the upper striker 8 until it contacts the upper form-forming element 2 (see figure 2). Further lowering of the press slider with the upper striker 8 leads to plastic deformation of the forming elements 2 and 3 with the semi-finished product 1 and in the extreme lower position of the upper striker 8 they take the form according to figure 3, as a result of which the forming elements take a flat shape 9 and 10, and the semi-finished product 1 is stamped into a flat product 11, while the flange part 12 and the bottom part 13 of the semi-finished product 1 (being pressed between the flat sections of the forming elements 9 and 10) are practically not deformed. The wall part 14 of the semi-finished product 1, when its flange part 12 is reduced relative to the bottom part 13, is plastically deformed into the thickened part 15 of the product 11 due to shear deformations in the direction of force acting on the plastically deformable bag of forming elements 2 and 3 with the semi-finished product 1 (see Fig. 3). After the manufacture of the product 11 is completed, the outer slider of the press 6 with the container 7 is informed of its movement to its highest position and then the flat hammer is lifted up 8. The deformed forming elements 9 and 10 remaining on the plate 4 together with the stamped product 11 are removed from the press working area: the first for remelting them into new forming elements 2 and 3, and product 11 - for subsequent machining, while low-melting plastically deformable metals, for example, alloy, can serve as metal for forming elements Wood (Т pl = 60 o С), Guthrie alloy (Т pl = 45 o С), Lipovitsa alloy (Т pl = 70 o С), etc. [3]. For the proposed method of manufacturing different-thickness products, the use of low-melting metals with zinc additives according to [4] has a number of technological advantages.

Во-первых, он дешевле других сплавов, т.к. содержит меньше висмута, а дорогостоящий компонент - олово в нем отсутствует. Firstly, it is cheaper than other alloys, because contains less bismuth, and the expensive component - tin is absent in it.

Во-вторых, температура плавления этого сплава ниже 100oС и поэтому для выплавления этой рабочей среды из отштампованного пакета с изделием и для изготовления новых формообразующих элементов можно применять кипящую воду.Secondly, the melting point of this alloy is below 100 o C and therefore, to melt this working medium from a stamped bag with the product and for the manufacture of new forming elements, boiling water can be used.

В-третьих, содержание в легкоплавком металле по [4] цинка в 1,0, 2,0 и 3,0% обеспечивает твердость по Бриннелю соответственно в 13,9, 15,1 и 17,0 НВ [4], что позволяет применять этот сплав при штамповке разнотолщинных изделий с широким диапазоном механических свойств листовых заготовок. Thirdly, the content in the low-melting metal according to [4] of zinc at 1.0, 2.0 and 3.0% provides Brinell hardness at 13.9, 15.1 and 17.0 HB, respectively [4], which allows apply this alloy when stamping different thickness products with a wide range of mechanical properties of sheet blanks.

Таким образом для осуществления разработанного способа не требуются жесткие носители форм изделий и поэтому переформовка равнотолщинного полуфабриката в разнотолщинное изделие осуществляется с использованием деформаций сдвига, направление и величину которым задают охватывающими полуфабрикат формообразующими элементами 2 и 3. Thus, for the implementation of the developed method, rigid carriers of product shapes are not required, and therefore, the transformation of an equal-thickness semi-finished product into a different-thickness product is carried out using shear deformations, the direction and size of which are defined by the forming elements 2 and 3 covering the semi-finished product.

При диаметре контейнера 7, верхнего и нижнего бойков 8 и 4, а также полуфабриката 1 с формообразующими элементами 2 и 3, равным До, суммарную высоту HΣ формообразующих элементов 2 и 3 вместе с толщиной фланца полуфабриката 1 следует принимать в пределах
HΣ = (0,2÷0,3)•Дo, (1)
т. к. при HΣ<0,2•Дo возможно искривление стеночных участков формообразующих элементов 2, 3 с полуфабрикатом 1 и, как следствие, неуправляемое утолщение изделия, а при HΣ>0,3•Дo имеет место нецелесообразное повышение усилия деформирования рассматриваемого пакета.
With the diameter of the container 7, the upper and lower strikers 8 and 4, as well as the semi-finished product 1 with forming elements 2 and 3 equal to D o , the total height H Σ of the forming elements 2 and 3 together with the thickness of the flange of the semi-finished product 1 should be taken within
H Σ = (0.2 ÷ 0.3) • D o , (1)
since at H Σ <0.2 • D o, it is possible to bend the wall sections of the forming elements 2, 3 with the semi-finished product 1 and, as a result, uncontrolled thickening of the product, and at H Σ > 0.3 • D o there is an inappropriate increase deformation efforts of the package in question.

Расчетная схема на фиг.5 позволяет установить соответствующие параметры осуществления способа изготовления разнотолщинных изделий из полуфабриката постоянной толщины (Sо = сonst).The calculation scheme in figure 5 allows you to set the appropriate parameters for the implementation of the method of manufacturing different-thickness products from semi-finished products of constant thickness (S about = const).

В связи с тем, что стеночная часть 14 полуфабриката 1 с исходной толщиной Sо наклонена к оси устройства (или, что то же, к направлению силового воздействия на полуфабрикат 1) под углом α, то толщина стенки Sу полуфабриката в этом направлении (см. отрезок "dg") будет:
Sy = dg = So/sinα (2).
Due to the fact that the wall part 14 of the semi-finished product 1 with the initial thickness S о is inclined to the axis of the device (or, which is the same, to the direction of the force acting on the semi-finished product 1) at an angle α, then the wall thickness S of the semi-finished product in this direction (see . segment "dg") will be:
S y = dg = S o / sinα (2).

Значение промежуточной толщины Sβ согласно фиг.5 записывается в виде

Figure 00000002
,
откуда, как и следовало ожидать, при в = 0 имеем толщину в донной части изделия
Sβ = So•(1+0/tgα = So (4)
а при β = 90-α (т.е. в начале образования стеночной части полуфабриката) получаем:
Figure 00000003

Графоаналитический метод решения уравнения (3) для углов наклона стенки полуфабриката 1 к оси устройства α=30o, 45o, 60o показывает, что переход толщины Sо к Sу и толщины Sу к Sо (см. эпюры Sβ = f(β) для α=30o, 45o и 60o на фиг.5) при наружном радиусе скругления стеночной части полуфабриката 1 с его донной и фланцевой частями Rн = Sо (а также и при внутреннем радиусе скругления Rвн = 0) происходит плавно и практически линейно на участках шириной
Bп = So•sinβ = So•sin(90-α) = So•cosα (6)
Для установления геометрических параметров полуфабриката 1 и формообразующих элементов 2 и 3 необходимо определить высоту выштамповки Нпф в полуфабрикате 1, которая согласно фиг.5 может быть представлена зависимостью:
Нпф = OA-OB = (By+2•Bп)/tgα-(Oo′-So)
или, имея в виду, что tgα = sinα/cosα,Oo′ = o′d/sinα = So/si α, получаем
Нпф = [(By+2•Bп)•cosα-So•(1-sinα)]/sinα (7)
Представленные данные позволяют установить геометрические параметры как исходной листовой заготовки и полуфабриката 1, так и формообразующих элементов 2 и 3 для получения разнотолщинных изделий круглой, прямоугольной и др. формы в плане.The value of the intermediate thickness S β according to FIG. 5 is written as
Figure 00000002
,
whence, as expected, at b = 0 we have a thickness in the bottom of the product
S β = S o • (1 + 0 / tgα = S o (4)
and when β = 90-α (i.e., at the beginning of the formation of the wall part of the semi-finished product), we obtain:
Figure 00000003

The graphoanalytical method for solving equation (3) for the tilt angles of the semifinished product wall 1 to the device axis α = 30 o , 45 o , 60 o shows that the transition of thickness S о to S у and thickness S у to S о (see diagrams S β = f (β) for α = 30 o , 45 o and 60 o in Fig. 5) with the outer radius of rounding of the wall part of the semi-finished product 1 with its bottom and flange parts R n = S о (as well as with the inner radius of rounding R int = 0) occurs smoothly and almost linearly in sections of width
B p = S o • sinβ = S o • sin (90-α) = S o • cosα (6)
To establish the geometric parameters of the semi-finished product 1 and the forming elements 2 and 3, it is necessary to determine the stamping height H pf in the semi-finished product 1, which according to figure 5 can be represented by the dependence:
H pf = OA-OB = (B y + 2 • B p ) / tgα- (Oo′-S o )
or, bearing in mind that tgα = sinα / cosα, Oo ′ = o′d / sinα = S o / si α, we obtain
H pf = [(B y + 2 • B p ) • cosα-S o • (1-sinα)] / sinα (7)
The data presented make it possible to establish the geometric parameters of both the initial sheet blank and semi-finished product 1, and the forming elements 2 and 3 to obtain different thickness products of round, rectangular and other shapes in plan.

Рассмотрим пример изготовления предложенным способом лючка круглой формы в плане при наружном и внутреннем диаметрах его утолщения Dн=200 мм и Dвн= 180 мм (ширина утолщения Ву=(Dн-Dвн)/2=(200-180)/2=10 мм) и ширине фланца Вфл= 5 мм из листового алюминиевого сплава АМг6М (σв = 34 кгс/мм2) толщиной Sо=2 мм при его утолщении до Sу=4 мм (см. фиг.1, 2 и 5) с использованием для формообразующих элементов 2 и 3 легкоплавкого металла по [4] с цинковой добавкой в 1% (σв.ф.э = 7 кгс/мм2).
Полуфабрикат 1 и формообразующие элементы 2 и 3 в форме усеченных конусов согласно фиг.1,2 и 5 должны иметь стенку под углом наклона α к оси изделия, величина которого определяется по формуле (2):
sinα = So/Sy = 0,5 или α = arcsin0,5 = 30°.
При этом ширину переходной зоны Вп устанавливают (при Rн = Sо=2 мм) по формуле (6):

Figure 00000004

Таким образом ширина зоны утолщения изделия 11 определяется наружным и внутренним диаметрами D= Dн+2•Вп= 200+2•1,73= 203,46 мм и d=Двн-2•Вп=180-2•1,73= 176,54 мм (или
Figure 00000005
), а наружный диаметр полуфабриката 1 (следовательно, и контейнера 7) составляет
До=D+2•Вф=203,46+2•5=213,46 мм.Consider an example of manufacturing the proposed method of a round hatch in plan with the outer and inner diameters of its thickening D n = 200 mm and D int = 180 mm (the width of the thickening V y = (D n -D int ) / 2 = (200-180) / 2 = 10 mm) and the width of the flange In fl = 5 mm from a sheet of aluminum alloy AMg6M (σ in = 34 kgf / mm 2 ) with a thickness of S about = 2 mm when it is thickened to S y = 4 mm (see figure 1, 2 and 5) using for the forming elements 2 and 3 of fusible metal according to [4] with a zinc additive of 1% (σ vf.e = 7 kgf / mm 2 ).
Semi-finished product 1 and the forming elements 2 and 3 in the form of truncated cones according to Fig.1,2 and 5 should have a wall at an angle of inclination α to the axis of the product, the value of which is determined by the formula (2):
sinα = S o / S y = 0.5 or α = arcsin0.5 = 30 ° .
In this case, the width of the transition zone In p set (when R n = S about = 2 mm) according to the formula (6):
Figure 00000004

Thus, the width of the thickening zone of the product 11 is determined by the outer and inner diameters D = D n + 2 • V p = 200 + 2 • 1.73 = 203.46 mm and d = D vn -2 • V p = 180-2 • 1 , 73 = 176.54 mm (or
Figure 00000005
), and the outer diameter of the semi-finished product 1 (therefore, of the container 7) is
D about = D + 2 • In f = 203.46 + 2 • 5 = 213.46 mm.

При этом высота выштамповки в полуфабрикате 1 согласно формуле (7) составляет:

Figure 00000006

Геометрические параметры изделия 11 почти полностью определяют соответствующие параметры полуфабриката 1 за исключением того, что параллельные линии, определяющие утолщение Sу в листе толщиной Sо, направляют параллельно друг другу, но под углом α к оси симметрии изделия из точек 0'и 0", с последующим сопряжением их с соответствующими линиями в донной и фланцевой частях полуфабриката 11 радиусом Rн=Sо из точек 0' и 0".The height of the stamping in the semi-finished product 1 according to the formula (7) is:
Figure 00000006

The geometric parameters of the product 11 almost completely determine the corresponding parameters of the semi-finished product 1, except that the parallel lines defining the thickening S y in the sheet of thickness S о are directed parallel to each other, but at an angle α to the axis of symmetry of the product from points 0'and 0 ", followed by pairing them with the corresponding lines in the bottom and flange parts of the semi-finished product 11 of radius R n = S about from points 0 'and 0 ".

Установленные параметры наружной поверхности полуфабриката 1 полностью определяют наружную и внутреннюю поверхности верхнего формообразующего элемента 2, причем наружная поверхность последнего должна быть в форме усеченного конуса при наружном его диаметре, равном До, малое и большое основания (диаметры которых соответственно будут D и d) должны отстоять друг от друга по высоте на расстоянии Нпф, а соответствующие параметры внутренней поверхности формообразующего элемента 2 определяются параметрами наружной поверхности полуфабриката 1, находящегося в контакте с формообразующим элементом 2.The established parameters of the outer surface of the semi-finished product 1 completely determine the outer and inner surfaces of the upper forming element 2, and the outer surface of the latter should be in the form of a truncated cone with its outer diameter equal to D about , small and large bases (the diameters of which respectively will be D and d) should stand apart from each other in height at a distance of H pf , and the corresponding parameters of the inner surface of the forming element 2 are determined by the parameters of the outer surface of the semi-factory that 1 in contact with the forming element 2.

Аналогично определяются геометрические параметры нижнего формообразующего элемента 3 по соответствующим данным рабочих поверхностей полуфабриката 1. Similarly, the geometric parameters of the lower forming element 3 are determined according to the corresponding data of the working surfaces of the semi-finished product 1.

Для получения полуфабриката 1 в виде усеченного конуса (по [5], с.90, номер формулы 14) определяют диаметр заготовки Dв, которую штампуют свинцом по металлической матрице (согласно [5], с.314, рис.276), после чего из легкоплавкого металла по [4] изготавливают формообразующие элементы 2 и 3, собирают их с полуфабрикатом 1 в пакет, который помещают на нижний боек 4, и при рабочем ходе пресса осаживают верхним бойком 8 в контейнере 7. Полученное изделие 11 отправляют на последующую механообработку, а формообразующие элементы 9 и 10 на переплавку в новые элементы 2 и 3.To obtain semi-finished product 1 in the form of a truncated cone (according to [5], p.90, formula number 14), the diameter of the workpiece D in is determined, which is stamped with lead on a metal matrix (according to [5], p.314, Fig. 276), after which form-forming elements 2 and 3 are made from low-melting metal according to [4], they are assembled with the semi-finished product 1 in a bag, which is placed on the lower hammer 4, and during the working stroke of the press, they are deposited with the upper hammer 8 in the container 7. The resulting product 11 is sent for subsequent machining , and the forming elements 9 and 10 for remelting into new elements 2 and 3.

Усилие пресса, потребное для осуществления предложенного способа изготовления разнотолщинных изделий, определяется площадью контейнера в плане Fк = π/4•D 2 o и пределом прочности материала формообразующих элементов σв.ф.э = 7 кгс/мм2 т.е.The press force required to implement the proposed method for the manufacture of products with different thicknesses is determined by the area of the container in terms of F to = π / 4 • D 2 o and the tensile strength of the material of the forming elements σ vf.e = 7 kgf / mm 2 i.e.

Рпр=Fк•Ов.ф.э. = 0,785•213,5•7=317688 кгс=317,7 тнc
Таким образом по приведенным данным устанавливают как геометрические параметры заготовки для штамповки полуфабриката, самого полуфабриката, формообразующих элементов и штамповой оснастки для осуществления предложенного способа изготовления разнотолщинных изделий, так и силовые параметры оборудования для его осуществления.
P ave = F • O to v.f.e. = 0.785 • 213.5 • 7 = 317688 kgf = 317.7 tf
Thus, according to the above data, both the geometric parameters of the workpiece for stamping the semi-finished product, the semi-finished product itself, the forming elements and the die tooling for the implementation of the proposed method for manufacturing different thickness products, and the power parameters of the equipment for its implementation are set.

Аналогично изготавливаются рассматриваемым способом и неосесимметричные изделия различной формы в плане. Nonaxisymmetric products of various shapes in plan are similarly manufactured by the considered method.

Источники информации
1. Авт. св. СССР 168863, МПК В 21 D, БИ 23, опубл. 22.11.1963.Штамп для образования утолщений на кромках листов. Сизов Е.С. и др.
Sources of information
1. Auth. St. USSR 168863, IPC B 21 D, BI 23, publ. 11/22/1963. Stamp for the formation of thickenings on the edges of the sheets. Sizov E.S. and etc.

2. Ав. св. СССР 1061889, B 21 D 22/20, БИ 47, опубл. 23.12.83. Способ штамповки полых деталей из плоских листовых заготовок. Сизов Е.С. 2. Av. St. USSR 1061889, B 21 D 22/20, BI 47, publ. 12/23/83. A method of stamping hollow parts from flat sheet blanks. Sizov E.S.

3. Х.М. Мунасипов. Исследование и разработка легкоплавких сплавов и неметаллических композиций для крепления заготовок лопаток при их механической обработке. Приложение к журналу АП 8. 3. H.M. Munasipov. Research and development of low-melting alloys and non-metallic compositions for fastening blade blanks during their machining. Appendix to the journal AP 8.

4. Авт. св. CCCP 1226858. Легкоплавкий металл на основе висмута. (Авторы: Х.М. Мунасипов, В.К. Доронченков, О.А. Московский, Ю.М. Леонтьев). 4. Auth. St. CCCP 1226858. Fusible metal based on bismuth. (Authors: Kh.M. Munasipov, V.K. Doronchenkov, O.A. Moskovsky, Yu.M. Leontyev).

5. В. П. Романовский. Справочник по холодной штамповке. - Л.: Машиностроение, 1973. 5. V.P. Romanovsky. Handbook of cold stamping. - L .: Engineering, 1973.

Claims (1)

Способ изготовления разнотолщинных листовых изделий, включающий создание деформации сдвига в направлении силового воздействия плоскими бойками в плоской листовой заготовке постоянной толщины, помещение в пакет между двумя деформируемыми формообразующими элементами и осаживание в контейнере между плоскими бойками с сопутствующим изменением исходной толщины до требуемой толщины изделия, отличающийся тем, что проводят предварительную штамповку плоской листовой заготовки в полый полуфабрикат с выштамповкой в форме усеченного конуса, образующую которого наклоняют под углом α к его оси согласно зависимости
α = arcsin(So/Sу),
причем малое основание усеченного конуса диаметром d располагают над большим основанием диаметром D на высоте Нпф, устанавливаемой по формуле
Hпф = [(Bу+2•Bп)•cosα-So•(1-sinα))]/sinα,
в пакет между двумя формообразующими элементами помещают полученный полуфабрикат, формообразующие элементы выполняют равновысотными в осевом направлении с наружным диаметром До и с внутрипакетными рабочими поверхностями, контактирующими с соответствующими поверхностями полуфабриката, а противоположные поверхности последних в плане выполняют по форме усеченных конусов с диаметрами оснований D и d и высотой между ними Нпф, причем суммарную высоту HΣ в осевом направлении полученного пакета из формообразующих элементов и полуфабриката принимают постоянной и равной
HΣ = (0,2-0,3)•Дo,
после чего осаживание полученного пакета проводят в контейнере диаметром До, преобразуя исходную толщину So полуфабриката в утолщенную часть Sy изделия с образованием переходных зон утолщений от So к Sy по линейному закону на участках шириной Вп согласно формулам
Bп = Rн•cosα и Sу = So/sinα,
где So - исходная толщина полуфабриката;
Sy- толщина изделия;
Вп - ширина зоны переходной толщины;
By - ширина утолщенной части изделия;
HΣ - суммарная толщина формообразующих элементов с полуфабрикатом;
Нпф - высота выштамповки в полуфабрикате;
До - диаметр контейнера, обжимных бойков, полуфабриката и формообразующих элементов;
D - диаметр большого основания усеченного конуса;
d - диаметр малого основания усеченного конуса;
α - угол наклона стенки полуфабриката к оси устройства;
rн - наружный радиус изгиба стеночной части полуфабриката.
A method of manufacturing different thickness sheet products, including creating shear deformation in the direction of force by flat dies in a flat sheet stock of constant thickness, placing in a bag between two deformable forming elements and settling in a container between flat dies with a concomitant change in the initial thickness to the required thickness of the product, characterized in that pre-stamping of a flat sheet blank into a hollow prefabricated with stamping in the form of a truncated cone whose generatrix is inclined at an angle α to its axis according to the dependence
α = arcsin (S o / S y ),
moreover, a small base of a truncated cone with a diameter d is located above a large base with a diameter D at a height of H pf , established by the formula
H pf = [(B y + 2 • B p ) • cosα-S o • (1-sinα))] / sinα,
the resulting semifinished product is placed in a bag between two forming elements, the forming elements are made equally axially with the outer diameter D o and with the inside package working surfaces in contact with the corresponding surfaces of the semi-finished product, and the opposite surfaces of the latter are shaped in the form of truncated cones with base diameters D and d and a height between them N pf , and the total height H Σ in the axial direction of the resulting package of forming elements and a semi-factory that take constant and equal
H Σ = (0.2-0.3) • D o ,
after which the precipitation of the resulting package is carried out in a container with a diameter of D o , transforming the initial thickness S o of the semi-finished product into a thickened part S y of the product with the formation of transition zones of thickening from S o to S y according to the linear law in sections of width B p according to the formulas
B p = R n • cosα and S y = S o / sinα,
where S o - the initial thickness of the semi-finished product;
S y is the thickness of the product;
In p is the width of the transitional thickness zone;
B y is the width of the thickened part of the product;
H Σ is the total thickness of the forming elements with the semi-finished product;
N pf - stamping height in the semi-finished product;
D about - the diameter of the container, crimping strikers, semi-finished product and forming elements;
D is the diameter of the large base of the truncated cone;
d is the diameter of the small base of the truncated cone;
α is the angle of inclination of the wall of the semi-finished product to the axis of the device;
r n - the outer radius of the bend of the wall of the semi-finished product.
RU2001124489A 2001-09-05 2001-09-05 Method for making different-thickness sheet products RU2209702C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001124489A RU2209702C2 (en) 2001-09-05 2001-09-05 Method for making different-thickness sheet products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001124489A RU2209702C2 (en) 2001-09-05 2001-09-05 Method for making different-thickness sheet products

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2209702C2 true RU2209702C2 (en) 2003-08-10
RU2001124489A RU2001124489A (en) 2003-09-27

Family

ID=29245792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001124489A RU2209702C2 (en) 2001-09-05 2001-09-05 Method for making different-thickness sheet products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2209702C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542046C2 (en) * 2013-06-18 2015-02-20 Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") Forming of hardly-deformed materials (versions)
RU2702671C1 (en) * 2015-09-18 2019-10-09 Ниппон Стил Корпорейшн Panel-like molded article and method of its production
RU2705042C1 (en) * 2016-01-28 2019-11-01 Ниппон Стил Корпорейшн Molded article in the form of a panel, a vehicle door and a method of making a molded article in the form of a panel
CN117680540A (en) * 2024-02-02 2024-03-12 杭州安耐特实业有限公司 Die for processing steel back

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542046C2 (en) * 2013-06-18 2015-02-20 Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") Forming of hardly-deformed materials (versions)
RU2702671C1 (en) * 2015-09-18 2019-10-09 Ниппон Стил Корпорейшн Panel-like molded article and method of its production
RU2705042C1 (en) * 2016-01-28 2019-11-01 Ниппон Стил Корпорейшн Molded article in the form of a panel, a vehicle door and a method of making a molded article in the form of a panel
CN117680540A (en) * 2024-02-02 2024-03-12 杭州安耐特实业有限公司 Die for processing steel back
CN117680540B (en) * 2024-02-02 2024-04-16 杭州安耐特实业有限公司 Die for processing steel back

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Altan et al. Sheet metal forming: fundamentals
Semiatin Metalworking: sheet forming
Semiatin Metalworking: bulk forming
CN201034870Y (en) terrace die for inducing vehicle plate surface galling defect experiment and tester
US20150093592A1 (en) Integrated Die Trim And Method
Politis et al. A review of force reduction methods in precision forging axisymmetric shapes
CN104220182A (en) Device and method for producing closed-cross-section-structure component
RU2209702C2 (en) Method for making different-thickness sheet products
JPS6289544A (en) Method and device for partial die forging of crank throw
RU2332276C1 (en) Method of making ring shaped component parts
CN1285249A (en) Method for forming fan-shape polygon frame forge piece
US3010186A (en) Piston manufacture
Bhoyar et al. Manufacturing processes part II: a brief review on forging
RU2332277C2 (en) Method of making ring shaped component parts
RU2729520C1 (en) Hollow articles stamping method with external flange
RU2326749C1 (en) Method of long-length blanks forging
Schulte et al. Manufacturing of functional aluminum components by using sheet bulk metal forming processes
RU80370U1 (en) DEVICE FOR EXTRACTION OF PARTS WITH VARIABLE THICKNESS
RU2083309C1 (en) Method of drawing blanks
Tschaetsch Impression-die forging (closed-die forging)
SU1804367A3 (en) Method of manufacture of polyhedral nuts with convex-concave side surface and flange
RU2294809C1 (en) Finish blanking method and apparatus for performing the same
Singh Forming Operations
RU2244607C1 (en) Apertured plate forming method
SU1595617A1 (en) Method of producing forgings