RU2438823C2 - Method of producing complex large-size whole-formed part from sheet billet - Google Patents
Method of producing complex large-size whole-formed part from sheet billet Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438823C2 RU2438823C2 RU2009137763/02A RU2009137763A RU2438823C2 RU 2438823 C2 RU2438823 C2 RU 2438823C2 RU 2009137763/02 A RU2009137763/02 A RU 2009137763/02A RU 2009137763 A RU2009137763 A RU 2009137763A RU 2438823 C2 RU2438823 C2 RU 2438823C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sheets
- sheet
- complex large
- stamped
- broken line
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к листовой штамповке и может быть использовано в прессовых производствах различных отраслей народного хозяйства для изготовления сложных крупногабаритных цельноштампованных деталей из листовых материалов (металлов и неметаллов), преимущественно для изготовления сложных крупногабаритных цельноштампованных кузовных деталей автомобилей, тракторов, сельхозмашин, бытовой и другой техники на автоматизированных линиях.The invention relates to sheet stamping and can be used in the press production of various sectors of the economy for the manufacture of complex large-sized whole-stamped parts from sheet materials (metals and non-metals), mainly for the manufacture of complex large-sized whole-stamped body parts of cars, tractors, agricultural machines, household and other equipment automated lines.
Известны типичные технологические процессы штамповки сложных крупногабаритных кузовных деталей автомобилей и другой техники. Эти процессы широко применяются на автомобильных и других заводах и подробно описаны в многочисленной литературе, например:Typical technological processes for stamping complex large-sized body parts of automobiles and other equipment are known. These processes are widely used in automobile and other factories and are described in detail in numerous literature, for example:
1. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. - СПб.: Машиностроение, 1979, с.165.1. Romanovsky V.P. Handbook of cold stamping. - St. Petersburg: Engineering, 1979, p. 165.
2. Нефедов А.П. Конструирование и изготовление штампов. - М.: Машиностроение, 1973, с.32, табл.5.2. Nefedov A.P. Design and manufacture of dies. - M.: Mechanical Engineering, 1973, p. 32, table 5.
3. Технология изготовления автомобильных кузовов. / Под общ. Ред. Д.В.Горячего. - 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1990, с.41, табл.1.3. The technology of manufacturing automobile bodies. / Under the total. Ed. D.V. Hot. - 2nd ed. - M.: Mechanical Engineering, 1990, p. 41, table 1.
Традиционные технологические процессы штамповки сложных крупногабаритных кузовных деталей включают следующие основные операции штамповки:Traditional stamping processes for complex large body parts include the following basic stamping operations:
вырубка плоской заготовки из цельного исходного листового материала (листа, полосы, ленты или рулона), который имеет одинаковую по поверхности толщину, в заготовительном отделении прессового производства;felling of a flat billet from a single source sheet material (sheet, strip, tape or roll), which has the same thickness on the surface, in the procurement department of the press production;
гибка заготовки с целью получения полуфабриката с поверхностью, приближающейся к поверхности вытянутой детали, на отдельном прессе простого действия;bending the workpiece in order to obtain a semi-finished product with a surface approaching the surface of the elongated part on a separate press of simple action;
вытяжка полуфабриката на головном прессе двойного действия в линии прессов или на первой позиции мощного листоштамповочного многопозиционного автомата;semi-finished product extraction on a double-action head press in the press line or on the first position of a powerful sheet-stamping multiposition automatic machine;
предварительная обрезка технологического припуска и пробивка отверстий на полуфабрикате на следующем в линии прессе простого действия;preliminary cutting of technological allowance and punching holes on the semi-finished product on the next simple-action press in the line;
правка всей формы полуфабриката;editing the entire form of the semi-finished product;
окончательная обрезка технологического припуска, пробивка отверстий;final trimming of technological allowance, punching holes;
отбортовка фланцев по краям полуфабриката, правка отдельных участков и получение готовой детали.flanging flanges at the edges of the semi-finished product, dressing of individual sections and obtaining the finished part.
Недостатком известных технологических процессов изготовления листоштампованных деталей из цельной заготовки одинаковой по поверхности толщины является завышенная масса таких деталей и соответственно завышенные расход листового проката и себестоимость изготовления таких деталей, так как в таких деталях из цельной заготовки одинаковой толщины технологически невозможно изменять толщину, прочность и жесткость отдельных участков детали в соответствии с требованиями функциональности этой детали в узле машины. Поэтому для таких известных технологических процессов конструкторы выбирают завышенную толщину и марку наиболее прочного листового материала, чтобы обеспечить необходимую прочность и жесткость детали в ее наиболее напряженных участках, в то время как во всех остальных участках поверхности детали завышенные толщина и прочность листа не нужны.A disadvantage of the known technological processes for the manufacture of sheet-stamped parts from a single piece of the same thickness on the surface is the overestimated mass of such parts and, accordingly, the increased consumption of sheet metal and the cost of manufacturing such parts, since it is technologically impossible to change the thickness, strength and stiffness of individual parts in such parts from a single piece of the same thickness parts of the part in accordance with the requirements of the functionality of this part in the machine assembly. Therefore, for such well-known technological processes, designers choose an overestimated thickness and brand of the most durable sheet material in order to provide the necessary strength and rigidity of the part in its most stressed areas, while in all other parts of the surface of the part, overestimated sheet thickness and strength are not needed.
На производстве, например, при изготовлении крыши для кабин большегрузных автомобилей и подобной техники, ввиду отсутствия холоднокатаных листов больших размеров, известен технологический процесс, когда заготовку больших размеров сваривают встык из двух листов одинаковых толщины и марки материала. Затем сварочный шов зачищают, и полученную таким образом сварную заготовку штампуют в традиционных штампах.In production, for example, in the manufacture of roofs for heavy-duty cabs and similar equipment, due to the absence of large-sized cold-rolled sheets, a technological process is known when large-sized billets are butt-welded from two sheets of the same thickness and material grade. Then the weld is cleaned, and the thus obtained weldment is stamped in traditional dies.
Недостатком штамповки детали из заготовки, сваренной из двух листов одинаковой толщины и марки материала, является невозможность изменять прочность и жесткость отдельных участков детали в соответствии с требованиями функциональности этой детали в узле изделия, что приводит к завышению массы такой детали.The disadvantage of stamping a part from a workpiece welded from two sheets of the same thickness and grade of material is the inability to change the strength and stiffness of individual sections of the part in accordance with the requirements of the functionality of this part in the product assembly, which leads to an overestimation of the mass of such a part.
Задачей изобретения является разработка способа изготовления сложной цельно-штампованной детали из листовой заготовки, который дает возможность изменять прочность и жесткость отдельных участков детали в соответствии с требованиями функциональности этой детали в узле изделия и за счет этого повысить точность и качество, а также снизить массу детали и норму расхода материала на эту деталь.The objective of the invention is to develop a method for manufacturing a complex whole-stamped part from a sheet blank, which makes it possible to change the strength and stiffness of individual parts of the part in accordance with the requirements of the functionality of this part in the product assembly and thereby improve accuracy and quality, as well as reduce the weight of the part and material consumption rate for this part.
Поставленная задача решается за счет того, что перед штамповкой заготовку сваривают по ломаной линии, состоящей из двух соединяющихся под углом отрезков гладкой, в частном случае, прямой линии, которая может прерываться вырезами в свариваемых краях двух листов, наиболее длинный отрезок ломаной линии располагают по вертикали, горизонтали или наклонно к горизонтали, рассматривая этот отрезок в служебном положении отштампованной из этой заготовки детали в узле изделия, из двух стальных или алюминиевых листов одинаковой толщины, но различных марок. Такие параметры, как прочность, пластичность, сопротивление усталости и ударным нагрузкам первого листа, из которого штампуют наиболее напряженный при эксплуатации участок детали, больше этих же параметров второго листа, из которого штампуют менее напряженный участок детали, а точное соотношение параметров двух листов и расположение линии сварки должны соответствовать расчетным и экспериментально полученным требованиям по прочности, жесткости и возможности формоизменения на заданную глубину без разрушения двух участков поверхности детали, которые штампуют из этих двух сваренных листов.The problem is solved due to the fact that before stamping, the workpiece is welded along a broken line, which consists of two pieces connected at an angle to a smooth, in a particular case, straight line that can be interrupted by cuts in the welded edges of two sheets, the longest segment of the broken line is arranged vertically , horizontally or obliquely to the horizontal, considering this segment in the service position of the part stamped from this workpiece in the product assembly, from two steel or aluminum sheets of the same thickness, but different brands. Such parameters as strength, ductility, resistance to fatigue and shock loads of the first sheet from which the part of the part most stressed during operation is stamped, are larger than the same parameters of the second sheet, from which the less stressed part of the part is stamped, and the exact ratio of the parameters of the two sheets and the location of the line welding should meet the calculated and experimentally obtained requirements for strength, rigidity and the possibility of shaping to a given depth without destroying two surface sections parts that are stamped from these two welded sheets.
Под отрезками гладкой линии, из которых состоит ломаная линия в данном техническом решении, понимается отрезок, в каждой точке которого существует только одна касательная. В отличие от гладкой линии, на ломаной линии имеется точка излома, в которой существуют две касательные.By the segments of a smooth line that make up a broken line in this technical solution, we mean a segment at each point of which there is only one tangent. Unlike a smooth line, a polyline has a break point in which there are two tangents.
Сущность изобретения по варианту 1 характеризуется фиг.1-4. На фиг.1 слева показана заготовки, сваренная по ломаной линии, у которой наиболее длинный отрезок ВС расположен горизонтально, из двух стальных листов одинаковых номинальных толщин t1 и t2, но различных марок, а справа - деталь типа стойки кузова легкового автомобиля, отштампованная из этой заготовки. Так как марки листов различны, то, в общем случае, различны и допуски на толщину этих двух листов, вследствие чего действительные толщины двух листов различны, и в месте стыка и последующей сварки этих двух листов будет ступенька, что необходимо учитывать при проектировании технологического процесса изготовления детали по данному способу из сварной заготовки.The invention according to
По варианту 1, способ реализуется следующим образом.According to
Сначала выполняют расчеты на прочность и жесткость заданной листоштампованной детали в ее служебном положении в узле работающей машины, например, при помощи математического моделирования на компьютере. Затем рассчитывают, например, при помощи математического моделирования на компьютере процесса штамповки заданной детали из этой сварной заготовки, форму, размеры в плане и номинальную толщину t1 первого листа плоской заготовки, форму, размеры в плане и номинальную толщину t2 второго листа плоской заготовки, а также расположение линии сварки этих листов, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия формоизменения частиц заготовки и возможность формообразования детали из этой заготовки на заданную глубину детали без разрушения заготовки, а также обеспечить служебные характеристики этой детали после всех операций штамповки. Из двух расчетных номинальных толщин t1, и t2 для двух листов различных марок, для реализации данного способа выбирают для этих двух листов одну номинальную толщину, обеспечивающую предъявляемые к детали служебные требования.First, calculations are performed on the strength and stiffness of a given sheet-stamped part in its official position in a node of a working machine, for example, using mathematical modeling on a computer. Then calculate, for example, using mathematical modeling on a computer the process of stamping a given part from this welded billet, the shape, dimensions in plan and nominal thickness t 1 of the first sheet of flat billet, shape, dimensions in plan and nominal thickness t 2 of the second sheet of flat billet, as well as the location of the welding line of these sheets to provide the most favorable conditions for the shaping of the particles of the workpiece and the possibility of shaping the part from this workpiece to a given depth of the part without destroying the blanks application, as well as provide service characteristics of this part after all forming operations. Of the two calculated nominal thicknesses t 1 and t 2 for two sheets of different grades, for the implementation of this method, one nominal thickness is selected for these two sheets, providing service requirements for the part.
По варианту 2 данного способа на производстве перед штамповкой заготовку сваривают по ломаной линии BCD (фиг.1, слева), у которой наиболее длинный отрезок ВС располагают по горизонтали или близко к горизонтали, рассматривая этот отрезок ВС в служебном положении отштампованной из этой заготовки детали в узле машины, из двух стальных листов 1 и 2 одинаковых номинальных толщин t1, и t2, равных, например, 1,8 мм (фиг.1, посередине), но различных марок. Такие параметры, как прочность, пластичность, сопротивление усталости и ударным нагрузкам верхнего стального листа 1, из которого штампуют наиболее напряженный при эксплуатации участок детали, больше соответствующих параметров нижнего стального листа 2, из которого штампуют менее напряженный нижний участок детали, а точное соотношение параметров двух стальных листов и расположение линии сварки должны соответствовать расчетным и экспериментально полученным требованиям по прочности, жесткости и возможности вытяжки на заданную глубину без разрушения двух участков поверхности детали, которые штампуют из этих двух сваренных листов.According to
Далее сварной шов зачищают с учетом допусков на одинаковую номинальную толщину, но различные марки двух сваренных листов и затем выполняют традиционные операции штамповки заданной детали.Next, the weld is cleaned up taking into account the tolerances for the same nominal thickness, but different grades of two welded sheets and then perform the traditional operations of stamping a given part.
По варианту 3, перед штамповкой заготовку сваривают по ломаной линии BCD, у которой наиболее длинный отрезок ВС располагают по вертикали или близко к вертикали, рассматривая этот отрезок ВС в служебном положении отштампованной из этой заготовки детали в узле машины, из двух стальных листов 1 и 2 (фиг.2) одинаковой номинальной толщины t1, (равной, например, 1,8 мм), но различных марок. Такие параметры, как прочность, пластичность, сопротивление усталости и ударным нагрузкам первого стального листа 1, из которого штампуют наиболее напряженный участок детали, больше соответствующих параметров второго стального листа 2, из которого штампуют менее напряженный участок детали, а точное соотношение параметров двух стальных листов и расположение линии сварки должны соответствовать расчетным и экспериментально полученным требованиям по прочности, жесткости и возможности вытяжки на заданную глубину без разрушения двух участков поверхности детали, которые штампуют из этих двух сваренных листов. На фиг.2 вариант 3 продемонстрирован для случая штамповки из сварной заготовки конфигурации 3 внутренней панели двери 4 легкового автомобиля. На ломаной линии сварки BCD точка излома С, в которой с достаточно большой вероятностью возможен брак сварки, находится в проеме окна двери и удаляется в отход в процессе штамповки детали.According to
По варианту 4, перед штамповкой заготовку сваривают по ломаной линии BCD, у которой наиболее длинный отрезок ВС располагают под определенным углом α к горизонтали (фиг.3), рассматривая этот отрезок ВС в служебном положении отштампованной из этой заготовки детали в узле машины, из двух стальных листов 1 и 2 (фиг.3) одинаковой номинальной толщины t1 (равной, например, 1,8 мм), но различных марок. Такие параметры, как прочность, пластичность, сопротивление усталости и ударным нагрузкам первого стального листа 1, из которого штампуют наиболее напряженный участок детали, больше соответствующих параметров второго стального листа 2, из которого штампуют менее напряженный участок детали, а точное соотношение параметров двух стальных листов и расположение линии сварки должны соответствовать расчетным и экспериментально полученным требованиям по прочности, жесткости и возможности вытяжки на заданную глубину без разрушения двух участков поверхности детали, которые штампуют из этих двух сваренных листов.In
По варианту 5 способ изготовления детали аналогичен соответственно вариантам 1, 2, 3 и 4 с тем отличием, что заготовку сваривают по ломаной линии из двух листов стали одинаковой номинальной толщины, но различных марок.In option 5, the method for manufacturing the part is similar to
По варианту 6 способ изготовления детали аналогичен соответственно вариантам 1, 2, 3 и 4 с тем отличием, что заготовку сваривают по ломаной линии из двух листов алюминия или алюминиевого сплава одинаковой номинальной толщины, но различных марок.According to option 6, the method of manufacturing the part is similar to
В целом, заготовка, сваренная из листов одинаковой толщины, но различных марок, дает следующие преимущества перед цельной заготовкой одинаковой по поверхности толщины или перед заготовкой, сваренной из двух листов одинаковых толщины и марки:In general, a workpiece welded from sheets of the same thickness but of different grades gives the following advantages over a whole workpiece of the same thickness on the surface or over a workpiece welded from two sheets of the same thickness and grade:
- за счет использования одного из листов с повышенными прочностью, сопротивлением усталости и ударным нагрузкам, достигается повышение прочности и жесткости определенных участков детали с учетом ее функциональности в узле изделия;- through the use of one of the sheets with increased strength, resistance to fatigue and shock loads, an increase in the strength and stiffness of certain sections of the part is achieved, taking into account its functionality in the assembly of the product;
- за счет использования одного из листов с повышенной пластичностью, на операции вытяжки появляется возможность получить большую глубину в определенных участках вытянутого полуфабриката без разрушения заготовки;- due to the use of one of the sheets with increased ductility, during the drawing operation, it becomes possible to obtain greater depth in certain sections of the elongated semi-finished product without destroying the workpiece;
- снижение массы детали (за счет применения листа меньшей толщины и массы, но большей прочности в наиболее напряженном участке детали);- reduction in the mass of the part (due to the use of a sheet of smaller thickness and mass, but greater strength in the most stressed section of the part);
- уменьшение себестоимости изготовления детали (в основном, за счет снижения массы детали и экономии листового проката);- reducing the cost of manufacturing the part (mainly due to the reduction of the mass of the part and the economy of sheet metal);
- снижение массы автомобиля (или другой техники), на который устанавливается эта деталь меньшей массы, и соответствующее снижение удельного расхода топлива на перемещение этого автомобиля и выброса вредных выхлопных газов в атмосферу.- reduction in the mass of the car (or other equipment) on which this part of lower mass is installed, and a corresponding decrease in the specific fuel consumption for moving this car and the emission of harmful exhaust gases into the atmosphere.
Данный способ может быть применен для изготовления следующей номенклатуры деталей автомобильной и другой техники:This method can be applied for the manufacture of the following nomenclature of parts for automotive and other equipment:
внутренние панели передних дверей легковых автомобилей;inner panels of the front doors of cars;
внутренние панели задних дверей, у которых линия сварки короче, чем у внутренних панелей передних дверей;inner panels of the rear doors, in which the welding line is shorter than that of the inner panels of the front doors;
панели крыши и пола автомобилей и подобной техники и усилители панели крыши и пола;roof and floor panels of automobiles and the like, and roof and floor panel amplifiers;
продольные лонжероны и балки (например, автомобильной рамы), желобки, направляющие, обвязка двери и окна и т.п.;longitudinal side members and beams (for example, an automobile frame), grooves, guides, door and window trim, etc .;
поперечные лонжероны и балки;transverse spars and beams;
самые разнообразные стойки кузовов автомобилей и подобной техники и других узлов (передние, задние, дверные, оконные, поворотные стойки и т.п.);the most diverse racks of car bodies and similar equipment and other nodes (front, rear, door, window, rotary racks, etc.);
самые разнообразные усилители деталей кузовов автомобилей и подобной техники и других узлов.the most diverse amplifiers of car body parts and similar equipment and other components.
Все варианты данного способа изготовления цельноштампованной детали из заготовки, сваренной из двух листов одинаковой номинальной толщины, но различных марок, по сравнению с изготовлением детали, сваренной из двух листов одинаковых толщины и марки, позволяют повысить прочность и жесткость определенных участков детали с учетом ее функциональности в узле изделия, на операции вытяжки получить заданную глубину полуфабриката без разрушения заготовки, снизить массу детали (за счет применения листа меньшей толщины, но большей прочности в наиболее напряженном участке детали), уменьшить себестоимости изготовления детали (в основном, за счет снижения массы детали и экономии листового проката), снизить массу автомобиля (или другой подобной техники), на который устанавливается эта деталь меньшей массы, и соответственно снизить удельный расхода топлива на перемещение этого автомобиля и выброс вредных выхлопных газов в атмосферу.All variants of this method of manufacturing a whole-stamped part from a workpiece welded from two sheets of the same nominal thickness, but of different grades, compared with the manufacture of a part welded from two sheets of the same thickness and grade, can increase the strength and stiffness of certain sections of the part, taking into account its functionality in the node of the product, during the operation of drawing to obtain the specified depth of the semi-finished product without destroying the workpiece, reduce the mass of the part (due to the use of a sheet of smaller thickness, but greater strength more stressed section of the part), reduce the cost of manufacturing the part (mainly by reducing the mass of the part and saving sheet metal), reduce the mass of the car (or other similar equipment) on which this part is installed of lower mass, and accordingly reduce the specific fuel consumption by moving this car and emitting harmful exhaust gases into the atmosphere.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137763/02A RU2438823C2 (en) | 2009-10-12 | 2009-10-12 | Method of producing complex large-size whole-formed part from sheet billet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137763/02A RU2438823C2 (en) | 2009-10-12 | 2009-10-12 | Method of producing complex large-size whole-formed part from sheet billet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009137763A RU2009137763A (en) | 2011-04-20 |
| RU2438823C2 true RU2438823C2 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=44050972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009137763/02A RU2438823C2 (en) | 2009-10-12 | 2009-10-12 | Method of producing complex large-size whole-formed part from sheet billet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2438823C2 (en) |
-
2009
- 2009-10-12 RU RU2009137763/02A patent/RU2438823C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| РОМАНОВСКИЙ В.П. Справочник по холодной штамповке. - Л.: Машиностроение, 1971, с.204-214. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009137763A (en) | 2011-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105188982B (en) | Blank, profiled sheeting, the manufacture method of manufacturing press-molded products and manufacturing press-molded products | |
| JP5298032B2 (en) | Metal blank with binder trim parts and design method | |
| Zhou et al. | Advanced aluminium products and manufacturing technologies applied on vehicles presented at the EuroCarBody conference | |
| CN103702778B (en) | Method and apparatus for manufacturing the chip band of customization | |
| US11097789B2 (en) | Structural member for automobiles and method for producing the same | |
| US6643931B2 (en) | Method of manufacturing a one-piece tubular doorbeam | |
| JP5640346B2 (en) | Manufacturing method of polygonal closed cross-section structural parts | |
| US20090266135A1 (en) | Method of producing sheet metal blanks having a varing thickness | |
| CN104684661A (en) | Production method for centre-pillar reinforcement | |
| JP4581001B2 (en) | Method for producing roll-formed parts and parts produced by the method | |
| KR101579028B1 (en) | Method for manufacturing closed-structure part and apparatus for the same | |
| JP6681239B2 (en) | Press molding method | |
| US7959212B2 (en) | Welded blank for vehicle door panel | |
| US20110030438A1 (en) | Method for manufacturing a structural component for a motor vehicle | |
| US10618107B2 (en) | Variable thickness continuous casting for tailor rolling | |
| RU2627082C2 (en) | Method of manufacturing complex large-sized fully moulded part from welded workpiece | |
| JP6665958B1 (en) | Joint structure of vehicle body frame parts, vehicle body frame parts, and method of manufacturing the vehicle body frame parts | |
| KR101992580B1 (en) | Molds and Manufacturing method for molding car doors and other products at the same time | |
| RU2438823C2 (en) | Method of producing complex large-size whole-formed part from sheet billet | |
| RU2598064C2 (en) | Method of producing welded blank for making large-size seamless part | |
| US20050023059A1 (en) | Vehicular body panel or component part and method for manufacturing same | |
| RU2578877C2 (en) | Fabrication of complex large-sized all-moulded part from welded billet | |
| JP2012152765A (en) | Method and device for producing structural component with closed cross section | |
| CN103659177A (en) | Manufacturing process for car fender | |
| US7721585B2 (en) | Integrated sheet metal forming, assembly and inspection system |