RU2523158C2 - Method and device for production of large-sized ribbed panels - Google Patents

Method and device for production of large-sized ribbed panels Download PDF

Info

Publication number
RU2523158C2
RU2523158C2 RU2012131813/02A RU2012131813A RU2523158C2 RU 2523158 C2 RU2523158 C2 RU 2523158C2 RU 2012131813/02 A RU2012131813/02 A RU 2012131813/02A RU 2012131813 A RU2012131813 A RU 2012131813A RU 2523158 C2 RU2523158 C2 RU 2523158C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
punch
stamping
die
forming
Prior art date
Application number
RU2012131813/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012131813A (en
Inventor
Виктор Анатольевич Коротков
Сергей Сергеевич Яковлев
Владимир Николаевич Чудин
Сергей Николаевич Ларин
Андрей Александрович Пасынков
Алексей Алексеевич Перепёлкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority to RU2012131813/02A priority Critical patent/RU2523158C2/en
Publication of RU2012131813A publication Critical patent/RU2012131813A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2523158C2 publication Critical patent/RU2523158C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to metal forming and can be used in production of ribbed panels intended for bodies of compartments, bulkheads, wings and other parts of aircraft and spacecraft. Heated blank is strained at the rate of 0.01-10 mm/s, in steps over the sections, with gradual forming of the entire surface. Area of said sections is at least two times smaller than that of said blank. Straining is executed at the device to be secured in die unit for isothermal die forming. Proposed device comprises top and bottom plates, heaters, female die, male dies with cavities shaped and sized to panel ribs and at least two male die holders. The latter displace in guide columns. It includes sliding thrust plates with drive. One male die is rigidly fixed in male die holder. Other male dies are fitted in their holders and spring-loaded and can displace in direction of forming force application.
EFFECT: enhanced processing performances.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении панелей с односторонним и двухсторонним оребрением.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in the manufacture of panels with one-sided and two-sided finning.

Ребристые панели находят применение в машиностроении для изготовления, в частности, корпусов отсеков, перегородок, крыльев и др. панелей авиационно-космических летательных аппаратов. Такие панели должны иметь высокую прочность, устойчивость и минимальный вес, поэтому они изготавливаются из высокопрочных труднодеформируемых в обычных условиях металлов и сплавов механической обработкой.Ribbed panels are used in mechanical engineering for the manufacture, in particular, of housing for compartments, partitions, wings and other panels of aerospace aircraft. Such panels must have high strength, stability and minimum weight, so they are made of high-strength metals and alloys that are difficult to deform under ordinary conditions by machining.

Известен способ крип-штамповки крупногабаритных ребристых панелей (Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т./ Ред. Совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. - М.: Машиностроение, 1986, - т.2. Горячая штамповка /Под ред. Е.И. Семенова, 1986. 592 с., ил., с.461-463). Способ повышает коэффициент использования металла, улучшает эксплуатационные характеристики ребристых панелей, однако требуют значительного силового воздействия при формоизменении заготовки из высокопрочного труднодеформируемого материала, наличия мощного прессового оборудования.A known method of creep-stamping large-sized ribbed panels (Forging and stamping: Handbook. In 4 volumes / Ed. Tip: EI Semenov (previous) and others. - M .: Mechanical Engineering, 1986, - T. 2 Hot stamping / Under the editorship of EI Semenov, 1986. 592 p., Ill., P. 461-463). The method increases the utilization of metal, improves the operational characteristics of ribbed panels, however, it requires significant force when forming a workpiece from a high-strength difficult to deform material, the presence of powerful press equipment.

Наиболее близким к предлагаемому способу, является «Способ штамповки панелей с односторонним рельефом» (см. А.С. SU 1248718, бюл. №29 от 07.08. 1986 г.). С помощью этого способа можно изготавливать плоские оребренные панели из алюминиевых сплавов. После нагрева штампа и заготовки до 400…500°C осуществляется сначала предварительное формоизменение, а после установки в штамп специального вкладыша между предварительно отформованными заготовками производится окончательная штамповка с определенным временем выдержки с учетом заданной силы деформирования и среднего удельного давления.Closest to the proposed method is the "Method of stamping panels with one-sided relief" (see AS SU 1248718, bull. No. 29 from 07.08. 1986). Using this method, it is possible to produce flat finned panels of aluminum alloys. After heating the stamp and the workpiece to 400 ... 500 ° C, preliminary preliminary shaping is carried out first, and after installing a special liner in the stamp between the preformed blanks, final stamping is performed with a certain holding time taking into account the given deformation force and average specific pressure.

Преимуществом известного способа является повышение качества получаемых оребренных панелей и стойкости штамповой оснастки.The advantage of this method is to improve the quality of the obtained ribbed panels and the durability of die tooling.

Недостатками прототипа являются ограниченные технологические возможности получения только одностороннего рельефа, необходимость использования мощных гидравлических прессов для получения крупногабаритных панелей из высокопрочных труднодеформируемых материалов, а также затраты времени на охлаждение и повторный нагрев штампового блока, заготовок с вкладышем, что существенно повышает энергозатраты и снижает производительность.The disadvantages of the prototype are the limited technological capabilities of obtaining only a one-sided relief, the need to use powerful hydraulic presses to obtain large-sized panels from high-strength difficult to deform materials, as well as the time required for cooling and re-heating of the stamp block, blanks with a liner, which significantly increases energy consumption and reduces productivity.

Известно устройство в виде штампового блока, конструктивная схема которого приведена на с.150, рис.3.53. (Машиностроение. Энциклопедия в 40 т./ Ред. совет: К.В. Фролов (пред.) и др. - М.: Машиностроение. М 38 Технологии заготовительных производств. Т. III-2 / И.Л. Акаро, Р.А. Андриевский, А.Ф. Аржанов и др.; Под общ. ред. В.Ф. Мануйлова, 1996, 736 с., ил.). Штамповый блок обеспечивает условия изотермической штамповки с помощью штампа, который в нем установлен. Штамп, установленный в штамповом блоке, имеет недостаток в конструкции, который заключается в том, что штамповый инструмент производит формоизменение одновременно по всей поверхности контакта с плоской заготовкой. Формоизменение производится без учета скорости перемещения деформирующего инструмента и вязких свойств материала заготовки. По этой причине требуется значительное силовое воздействие, поэтому в промышленности изготавливаются малогабаритные секции ребристых панелей, из которых путем их сварки друг с другом получают крупногабаритные ребристые панели из высокопрочных труднодеформируемых металлов.A device is known in the form of a stamp block, a structural diagram of which is given in p. 150, Fig. 3.53. (Mechanical engineering. Encyclopedia of 40 tons. / Ed. Advice: K.V. Frolov (previous) and others. - M .: Mechanical engineering. M 38 Technologies for procurement. T. III-2 / I.L. Akaro, R .A. Andrievsky, A.F. Arzhanov et al .; Edited by V.F. Manuilov, 1996, 736 p., Ill.). The stamping block provides the conditions for isothermal stamping with the help of a stamp that is installed in it. The stamp installed in the stamp block has a drawback in the design, which consists in the fact that the stamp tool performs shaping simultaneously over the entire contact surface with the flat workpiece. Shaping is performed without regard to the speed of movement of the deforming tool and the viscous properties of the workpiece material. For this reason, significant force is required, therefore, small-sized sections of ribbed panels are made in industry, from which, by welding with each other, large-sized ribbed panels are made of high-strength hardly deformed metals.

При этом возрастает трудоемкость изготовления и снижается качество получаемого изделия.At the same time, the complexity of manufacturing increases and the quality of the resulting product decreases.

Наиболее близким по конструкции является устройство по А.С. SU 1248718, бюл. №29 от 07.08.1986 г., состоящее из нижней и верхней половин штампа, в каждой из которых изготовлены ручьи для центрации половин штампа, верхняя часть штампа помещена в корпус, направляющая внутренняя поверхность которого в процессе формоизменения контактирует с направляющей внешней поверхностью нижней половины штампа. С помощью устройства формоизменение осуществляется в два этапа: предварительно с одновременным формоизменением двух заготовок и получением односторонних рельефных форм с недоштамповкой частей полуфабрикатов, а затем после установки специального вкладыша между заготовками повторным нагревом до температуры штамповки осуществляется окончательное формоизменение.The closest in design is the device according to A.S. SU 1248718, bull. No. 29 of 08/07/1986, consisting of the lower and upper halves of the stamp, in each of which streams are made to center the halves of the stamp, the upper part of the stamp is placed in the housing, the guide inner surface of which in the process of forming contacts with the guide outer surface of the lower half of the stamp . Using the device, shaping is carried out in two stages: preliminary with the simultaneous shaping of two blanks and obtaining one-sided relief forms with a non-stamping of parts of semi-finished products, and then after installing a special insert between the blanks by reheating to the stamping temperature, the final shaping is carried out.

Недостатком устройства является возможность формоизменения по всей поверхности заготовок, что для получения крупногабаритных панелей требует наличия мощного технологического оборудования, в результате чего снижаются технологические возможности процесса штамповки, а также необходимость охлаждения штампа и заготовок и повторного нагрева. Это снижает производительность и увеличивает энергозатраты.The disadvantage of this device is the possibility of forming on the entire surface of the workpieces, which to obtain large-sized panels requires the availability of powerful technological equipment, resulting in reduced technological capabilities of the stamping process, as well as the need to cool the stamp and workpieces and reheat. This reduces productivity and increases energy costs.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение технологических возможностей путем регулирования удельного давления формоизменения в условиях ползучести материала под нагрузкой в зависимости от скорости деформирования и формоизменения частей плоской заготовки за ее один установ с заданным параметром повреждаемости панели.The objective of the proposed technical solution is to expand technological capabilities by regulating the specific pressure of the forming under the conditions of creep of the material under load, depending on the rate of deformation and forming of parts of the flat billet in a single installation with a given panel damage parameter.

Для решения поставленной задачи предлагается способ изготовления крупногабаритных ребристых панелей, включающий деформирование нагретой заготовки, которое осуществляют при одинаковой температуре с выдержкой под силовым воздействием, при этом деформирование заготовки осуществляют со скоростью от 0,01 до 10 мм/с последовательно по участкам, площадь которых, по меньшей мере, в два раза меньше площади заготовки.To solve this problem, a method for manufacturing large-sized ribbed panels is proposed, which includes deformation of a heated preform, which is carried out at the same temperature with exposure to force, while the deformation of the preform is carried out at a speed of from 0.01 to 10 mm / s sequentially over sections whose area, at least two times less than the area of the workpiece.

Устройство для изготовления крупногабаритных ребристых панелей, предназначенное для закрепления в штамповом блоке для изотермической штамповки, содержащее верхнюю и нижнюю плиты, нагревательные элементы, матрицу и пуансоны, выполненные с полостями по форме и размерам ребер ребристой панели, при этом устройство снабжено, по меньшей мере, двумя пуансонодержателями, установленными с возможностью перемещения по направляющим колонкам, посредством которых они связаны с верхней плитой, пуансонами с полостями по форме и размерам ребер ребристой панели и скользящими упорными планками с механизмом их перемещения, при этом один из пуансонов жестко закреплен в нижнем пуансонодержателе, остальные пуансоны установлены в пуансонодержателях с возможностью перемещения в направлении приложения силы штамповки и подпружинены, а скользящие упорные планки выполнены с возможностью размещения посредством механизма их перемещения между пуансонодержателями и между верхней плитой и верхним пуансонодержателем для обеспечения воздействия на заготовку пуансонами, установленными с возможностью перемещения.A device for the manufacture of large ribbed panels, intended for fastening in a stamping block for isothermal stamping, containing upper and lower plates, heating elements, a die and punches made with cavities in the shape and size of the ribs of the ribbed panel, while the device is provided with at least two punch holders mounted to move along the guide columns, by means of which they are connected to the top plate, punches with cavities in the shape and size of the ribs that panel and sliding stop bars with a mechanism for moving them, while one of the punches is rigidly fixed in the lower punch holder, the remaining punches are mounted in the punches with the possibility of movement in the direction of application of the stamping force and are spring-loaded, and the sliding stop bars are made with the possibility of placement by the mechanism of their movement between the punch holders and between the upper plate and the upper punch holder to provide impact on the workpiece with punches installed with NOSTA displacement.

На фиг.1 приведена ячеистая панель с ребрами жесткости;Figure 1 shows a mesh panel with stiffeners;

на фиг.2 показан пакет штампа в момент начала формоизменения заготовки;figure 2 shows the package of the stamp at the time of the beginning of the formation of the workpiece;

на фиг.3 изображен пакет штампа на первом этапе формоизменения центрального участка заготовки;figure 3 shows the package stamp in the first stage of forming the Central section of the workpiece;

на фиг.4 приведен пакет штампа на втором этапе формоизменения других участков заготовки;figure 4 shows the package of the stamp at the second stage of forming other sections of the workpiece;

на фиг.5 дана конструкция пакета штампа на заключительном этапе формоизменения краевых участков заготовки.figure 5 gives the design of the package of the stamp at the final stage of forming the edge sections of the workpiece.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

В блоке штампа, установленном на гидравлическом прессе, закрепляют пакет с размещенными между пуансонодержателями скользящими упорными планками. В штамп укладывают листовую заготовку и осуществляют нагрев пакета с заготовкой до требуемой температуры изотермической штамповки. Изотермическую штамповку панели проводят с диапазоном скоростей перемещения верхней части штампа от 0,01 мм/с до 10 мм/с. Силовую нагрузку P=qF создают в зависимости от расчетного или экспериментального значения удельного давления q и соответствующей скорости деформирования V0. Удельное давление q определяется по результатам экспериментальных или теоретических исследований в зависимости от скорости деформирования с учетом повреждаемости металла.In the block of the stamp mounted on the hydraulic press, fix the package with sliding stop plates placed between the punch holders. A sheet blank is placed in the stamp and the package with the blank is heated to the required temperature of isothermal stamping. The isothermal stamping of the panel is carried out with a range of speeds of movement of the upper part of the stamp from 0.01 mm / s to 10 mm / s. The power load P = qF is created depending on the calculated or experimental value of the specific pressure q and the corresponding strain rate V 0 . The specific pressure q is determined by the results of experimental or theoretical studies, depending on the strain rate, taking into account the damage to the metal.

Формоизменение осуществляют поэтапно. Число этапов формоизменения зависит от мощности гидравлического пресса, механических и пластических свойств материала заготовки, габаритных размеров панели, скорости и степени деформации, регламентированной повреждаемости материала. За один этап осуществляют формоизменение малогабаритных ребристых панелей с одновременным воздействием инструмента штампа по всей поверхности заготовки. Для получения крупногабаритных ребристых панелей производят формоизменение отдельных участков заготовки. Положение деталей штампа перед началом формоизменения показано на фиг.2. Центральный пуансон 6 жестко связан с пуансонодержателем 8, тогда как пуансоны 3, 9, 4 и 7 имеют возможность продольного перемещения на величину внедрения пуансона 6 в материал заготовки. Таким образом, силовое воздействие на заготовку может осуществлять только пуансон 6.Shaping is carried out in stages. The number of stages of shaping depends on the power of the hydraulic press, the mechanical and plastic properties of the workpiece material, the overall dimensions of the panel, the speed and degree of deformation regulated by the damage to the material. In one step, small-sized ribbed panels are shaped with the simultaneous action of a stamp tool over the entire surface of the workpiece. To obtain large ribbed panels, the individual parts of the workpiece are shaped. The position of the parts of the stamp before the start of shaping is shown in figure 2. The central punch 6 is rigidly connected with the punch holder 8, while the punches 3, 9, 4 and 7 have the possibility of longitudinal movement by the amount of penetration of the punch 6 into the workpiece material. Thus, only the punch 6 can exert a force on the workpiece.

На первом этапе формоизменению подвергают срединный участок заготовки 14 (см. фиг.3) с помощью пуансона 6. После окончания формоизменения силовое воздействие снимается, и между нижним 8 и верхним 5 пуансонодержателями выдвигаются скользящие упорные планки 17 с помощью эксцентрикового поворотного устройства 16 и ручек 15. Вновь создается расчетное силовое воздействие на другие участки заготовки новыми секциями пуансонов 4 и 7 с заданным временем выдержки (см. фиг.4). При этом происходит перемещение пуансонодержателя 8 по направляющим колонкам 18 до соприкосновения с верхним пуансонодержателем 5, в котором установлены пуансоны 3 и 9. Пуансоны 3 и 9 не участвуют в формоизменении заготовки, так как имеют возможность перемещения относительно пуансонодержателя 5. В процессе формоизменения новых участков заготовки центральный пуансон 6 находится в соприкосновении с отформованными на первом этапе нагружения ячейками, предохраняя их от возможного искажения формы в процессе формоизменения новых участков заготовки. На последнем этапе выдвигаются скользящие упорные планки 17 между верхним пуансонодержателем 5 и верхней плитой 1 с помощью эксцентрикового поворотного устройства 16 и ручек 15, после чего осуществляется формоизменение оставшихся краевых участков заготовки (см. фиг.5). При этом происходит перемещение пуансонодержателей 8 и 5 по направляющим колонкам 18 до соприкосновения с верхней плитой 1, и пуансоны 3 и 9, опираясь в поверхность верхней плиты 1, внедряются в заготовку 14, тогда как остальные пуансоны находятся в соприкосновении с ранее отформованными ячейками, предохраняя их от возможного искажения формы. Поэтапное деформирование обеспечивает полное заполнение металлом ручьев штампа без использования специальной прокладки и повторных охлаждений и нагрева штампового блока с заготовкой.At the first stage, the middle portion of the workpiece 14 is subjected to shaping (see FIG. 3) using a punch 6. After the shaping is completed, the force is removed, and sliding stop plates 17 are extended between the lower 8 and upper 5 punch holders by means of an eccentric rotary device 16 and handles 15 Again, the calculated force effect on other sections of the workpiece is created by the new sections of the punches 4 and 7 with a given holding time (see figure 4). In this case, the punch holder 8 moves along the guide columns 18 until it contacts the upper punch holder 5, in which the punches 3 and 9 are installed. The punches 3 and 9 do not participate in the shaping of the workpiece, since they have the ability to move relative to the punch holder 5. In the process of shaping new sections of the workpiece the central punch 6 is in contact with the cells formed at the first stage of loading, protecting them from possible distortion of the shape during the process of changing new sections of the ovki. At the last stage, sliding stop plates 17 are advanced between the upper punch holder 5 and the upper plate 1 using an eccentric rotary device 16 and handles 15, after which the remaining edge sections of the workpiece are shaped (see Fig. 5). When this happens, the punch holders 8 and 5 move along the guide columns 18 until they touch the upper plate 1, and the punches 3 and 9, resting on the surface of the upper plate 1, are inserted into the workpiece 14, while the remaining punches are in contact with the previously formed cells, protecting them from possible distortion of form. Stage-by-stage deformation ensures that the brooks of the die are completely filled with metal without the use of special gaskets and repeated cooling and heating of the die block with the workpiece.

По способу, который осуществляется с использованием рассматриваемого пакета штампа, расчетное значение силы штамповки уменьшается в три раза и штамповку осуществляют за один установ заготовки на гидравлическом прессе. Трудоемкость изготовления крупногабаритной панели существенно сокращается при использовании предлагаемого способа за счет уменьшения времени нагрева изотермической оснастки в три раза и упразднения операций сварки секций панели. Действительно, по известному способу необходимо формоизменять три секции панели, помещая последовательно три заготовки в штамп и нагревая каждую вместе со штампом.According to the method, which is carried out using the considered stamp package, the calculated value of the stamping force is reduced by three times and stamping is carried out in one installation of the workpiece on a hydraulic press. The complexity of manufacturing a large panel is significantly reduced when using the proposed method by reducing the heating time of the isothermal tooling by three times and eliminating the welding operations of the panel sections. Indeed, according to the known method, it is necessary to shape three sections of the panel, sequentially placing three blanks in the stamp and heating each together with the stamp.

Для деталей ответственного назначения повреждаемость материала не должна превышать ω=0,2. В этом случае целесообразно осуществлять формоизменение при скоростях деформирования, не превышающих V0=0,1 мм/с. Для деталей с более высокой повреждаемостью скорости деформирования можно увеличивать до V0=10 мм/с.For critical parts, material damage should not exceed ω = 0.2. In this case, it is advisable to carry out shaping at strain rates not exceeding V 0 = 0.1 mm / s. For parts with higher damageability, the strain rate can be increased to V 0 = 10 mm / s.

Для осуществления способа используется устройство, состоящее из верхней 1 и нижней 13 плит. На нижней плите для термоизоляции используется асбестовая прокладка 12, на которую установлены электронагреватели 11 и матрица 10. На верхней плите имеются запрессованные направляющие колонки 18, по которым перемещаются пуансонодержатели 5 и 8. Для уменьшения эксцентриситета действия силы штамповки на траверсу пресса и предотвращения перекоса при формоизменении заготовки 14 в нижнем пуансонодержателе 8 и верхнем пуансонодержателе 5 пуансоны 4 и 7, 3 и 9 имеют одинаковую площадь контакта с заготовкой и постоянную расчетную силу формоизменения. Между пуансонодержателями 5 и 8 размещены во фронтальном направлении скользящие упорные планки 17, такие же скользящие упорные планки 17 установлены в поперечном направлении между пуансонодержателем 5 и верхней плитой 1. Установка и удаление скользящих упорных планок 17 осуществляется эксцентриками 16 при повороте ручек 15. Пуансон 6 запрессован в пуансонодержателе 8, а пуансоны 3, 9, 4 и 7 установлены в пуансонодержателях 5 и 8 с возможностью перемещения под действием упругих элементов 2 и силы формоизменения.To implement the method, a device is used, consisting of the upper 1 and lower 13 plates. On the lower plate for thermal insulation, an asbestos gasket 12 is used, on which electric heaters 11 and matrix 10 are installed. On the upper plate there are pressed guide columns 18 along which punch holders 5 and 8. are moved. To reduce the eccentricity of the action of the stamping force on the press beam and to prevent distortion during forming the workpieces 14 in the lower punch holder 8 and the upper punch holder 5, the punches 4 and 7, 3 and 9 have the same contact area with the workpiece and a constant design force of forming. Between the punch holders 5 and 8, sliding stop plates 17 are placed in the frontal direction, the same sliding stop plates 17 are installed in the transverse direction between the punch holder 5 and the top plate 1. The sliding stop plates 17 are installed and removed by the cam 16 when turning the handles 15. The punch 6 is pressed in the punch holder 8, and the punches 3, 9, 4 and 7 are installed in the punch holders 5 and 8 with the possibility of movement under the action of the elastic elements 2 and the force of shaping.

Конструкция устройства позволяет изменять число этапов нагружения на заготовку. Если, например, необходимо уменьшить величину силы формоизменения плоской заготовки, то вместо двух пуансонодержателей в верхней части штампа закрепляются три пуансондержателя и три комплекта скользящих упорных планок, что дает возможность увеличить число этапов нагружения до четырех.The design of the device allows you to change the number of stages of loading on the workpiece. If, for example, it is necessary to reduce the amount of forming force of a flat workpiece, then instead of two punch holders in the upper part of the stamp three punch holders and three sets of sliding stop bars are fixed, which makes it possible to increase the number of loading steps to four.

При формоизменении заготовок из менее прочных материалов предлагаемое устройство позволяет осуществлять формоизменение всей заготовки при удалении из пакета скользящих упорных планок.When forming workpieces from less durable materials, the proposed device allows for the shaping of the entire workpiece when removing sliding stop plates from the package.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Необходимо изготовить крупногабаритную ребристую панель из алюминиевого сплава АМг6 с двухсторонним оребрением и размерами ячейки a=50 мм, толщиной ребра b=10 мм и глубиной ячейки 5 мм (см. фиг.1) на гидравлическом прессе силой 5 мН. Число ячеек n=12×10=120. Габаритные размеры панели: A=730 мм; B=610 мм. Начальная толщина заготовки h0=35 мм, конечная h=30 мм для двухстороннего оребрения, глубина внедрения пуансонов Δh=5 мм.It is necessary to manufacture a large-sized ribbed panel from aluminum alloy AMg6 with double-sided finning and mesh sizes a = 50 mm, rib thickness b = 10 mm and mesh depth 5 mm (see Fig. 1) on a hydraulic press with a force of 5 mN. The number of cells n = 12 × 10 = 120. Overall dimensions of the panel: A = 730 mm; B = 610 mm. The initial thickness of the workpiece h 0 = 35 mm, the final h = 30 mm for double-sided finning, the depth of penetration of punches Δh = 5 mm.

При проведении экспериментальных и теоретических исследований было установлено влияние скорости внедрения инструмента V0 на величину удельного давления q при температуре нагрева 450°C сплава АМг6. Результаты исследований приведены в таблице.During experimental and theoretical studies, it was found that the tool penetration rate V 0 affects the specific pressure q at a heating temperature of 450 ° C of the AMg6 alloy. The research results are shown in the table.

Расчетная сила деформирования одной ребристой ячейки соответственно равна 100,5 кН; 117,250 кН; 124,000 кН и 127,5 кН.The calculated deformation force of one ribbed cell is respectively equal to 100.5 kN; 117.250 kN; 124,000 kN and 127.5 kN.

Для получения панели (см. фиг.1) со 120 ячейками требуется сила штамповки за одну операцию формоизменения, соответственно равная: 12,06 мН; 14,07 мН; 14,88 мН; 15,3 мН.To obtain a panel (see Fig. 1) with 120 cells, the stamping force is required for one operation of forming, respectively equal to: 12.06 mN; 14.07 mN; 14.88 mN; 15.3 mN.

ТаблицаTable Зависимость величины удельного давления q от скорости деформирования V при изотермической штамповке алюминиевого сплава АМг6 при температуре 450±2°CThe dependence of the specific pressure q on the strain rate V during isothermal stamping of the aluminum alloy AMg6 at a temperature of 450 ± 2 ° C МатериалMaterial Скорость движения инструмента,мм/сTool speed, mm / s 0,010.01 0,10.1 1,01,0 1010 Алюминиевый сплав АМг6Aluminum alloy AMg6 Величина удельного давления, МПаThe specific pressure, MPa 40,240,2 46,946.9 49,649.6 51,051.0

Из приведенных расчетов режимов формоизменения заготовки для получения крупногабаритных ребристых панели видно, что при наличии гидравлического пресса мощностью в 5 мН невозможно получить ячеистую панель с габаритами 730×610 мм по известному способу. По предлагаемому способу за три этапа формоизменения такую панель можно изготовить на существующем гидравлическом прессе, если на первом и последующих этапах изотермической штамповки формовать по 40 ячеек. Сила штамповки за одну операцию соответственно будет равна: 4,02 мН; 4,69 мН; 4,96 мН; 5,10 мН.From the above calculations of the modes of forming the workpiece to obtain large ribbed panels, it can be seen that if there is a hydraulic press with a capacity of 5 mN, it is impossible to obtain a cellular panel with dimensions of 730 × 610 mm by a known method. According to the proposed method, in three stages of forming, such a panel can be manufactured on an existing hydraulic press, if 40 cells are formed in the first and subsequent stages of isothermal stamping. The stamping force in one operation will accordingly be equal to: 4.02 mN; 4.69 mN; 4.96 mN; 5.10 mN.

Для панелей ответственного назначения повреждаемость материала после штамповки не должна превышать показателя повреждаемости w=0,2. В этом случае целесообразно осуществлять формоизменение при скоростях деформирования, не превышающих V0=0,1 мм/с, то есть создавать нагрузку не более 4,69 мН. Для панелей, у которых при эксплуатации возможен более высокий показатель повреждаемости, можно проводить изотермическую штамповку при нагрузке 4,96 мН и более. Таким образом, предлагаемый способ расширяет технологические возможности изготовления крупногабаритных ребристых панелей, существенно уменьшает трудоемкость технологического процесса и энергозатраты на нагрев устройства и заготовки.For panels of critical designation, the damageability of the material after stamping should not exceed the damage index w = 0.2. In this case, it is advisable to carry out shaping at strain rates not exceeding V 0 = 0.1 mm / s, that is, create a load of not more than 4.69 mN. For panels in which a higher damage index is possible during operation, isothermal stamping can be carried out at a load of 4.96 mN or more. Thus, the proposed method extends the technological capabilities of manufacturing large-sized ribbed panels, significantly reduces the complexity of the process and energy consumption for heating the device and the workpiece.

Claims (2)

1. Способ изготовления крупногабаритных ребристых панелей, включающий деформирование нагретой заготовки, которое осуществляют при температуре изотермической штамповки с выдержкой под силовым воздействием, отличающийся тем, что деформирование осуществляют со скоростью от 0,01 до 10 мм/с последовательно по участкам заготовки, площадь которых по меньшей мере в два раза меньше площади заготовки, с постепенным формоизменением всей поверхности заготовки. 1. A method of manufacturing large ribbed panels, including the deformation of a heated billet, which is carried out at isothermal stamping temperature with exposure to force, characterized in that the deformation is carried out at a speed of from 0.01 to 10 mm / s sequentially over the sections of the workpiece, the area of which at least two times less than the area of the workpiece, with a gradual shaping of the entire surface of the workpiece. 2. Устройство для изготовления крупногабаритных ребристых панелей, предназначенное для закрепления в штамповом блоке для изотермической штамповки, содержащее верхнюю и нижнюю плиты, нагревательные элементы, матрицу и пуансон, выполненные с полостями по форме и размерам ребер ребристой панели, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере двумя пуансонодержателями, установленными с возможностью перемещения по направляющим колонкам, посредством которых они связаны с верхней плитой, пуансонами с полостями по форме и размерам ребер ребристой панели и скользящими упорными планками с механизмом их перемещения, при этом один пуансон жестко закреплен в нижнем пуансонодержателе, остальные пуансоны установлены в пуансонодержателях с возможностью перемещения в направлении приложения усилия штамповки и подпружинены, а скользящие упорные планки выполнены с возможностью размещения посредством механизма их перемещения между пуансонодержателями и между верхней плитой и верхним пуансонодержателем для обеспечения воздействия на заготовку пуансонами, установленными с возможностью перемещения. 2. A device for the manufacture of large ribbed panels, intended for fastening in a stamping block for isothermal stamping, containing upper and lower plates, heating elements, a die and a punch made with cavities in the shape and size of the edges of the ribbed panel, characterized in that it is provided with at least two punch holders mounted to move along the guide columns, by means of which they are connected to the upper plate, punches with cavities in the shape and size of the ribs p of a fibrous panel and sliding stop plates with a mechanism for moving them, while one punch is rigidly fixed in the lower punch holder, the remaining punches are installed in the punch holders with the possibility of movement in the direction of application of the stamping force and are spring-loaded, and the sliding stop plates are made with the possibility of placement between punch holders and between the upper plate and the upper punch holder to provide impact on the workpiece with punches installed with ozhnostyu displacement.
RU2012131813/02A 2012-07-24 2012-07-24 Method and device for production of large-sized ribbed panels RU2523158C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012131813/02A RU2523158C2 (en) 2012-07-24 2012-07-24 Method and device for production of large-sized ribbed panels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012131813/02A RU2523158C2 (en) 2012-07-24 2012-07-24 Method and device for production of large-sized ribbed panels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012131813A RU2012131813A (en) 2014-01-27
RU2523158C2 true RU2523158C2 (en) 2014-07-20

Family

ID=49957068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012131813/02A RU2523158C2 (en) 2012-07-24 2012-07-24 Method and device for production of large-sized ribbed panels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2523158C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112916782B (en) * 2021-02-07 2023-06-20 哈尔滨工业大学 Local progressive loading precision forming die and method for ultra-long thin web high-strength complex component with local abrupt change characteristics

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU740373A1 (en) * 1978-03-30 1980-06-15 За витель Method and apparatus for producing finned panels
SU1248718A1 (en) * 1984-06-20 1986-08-07 Московский авиационный технологический институт Method of stamping panels with unilateral relief
RU2006326C1 (en) * 1991-10-15 1994-01-30 Вячеслав Николаевич Гречищев Upset forging method for production of products and device therefor
US6938448B2 (en) * 2000-09-08 2005-09-06 Sonaca Nmf Canada Inc. Shaped metal panels and forming same by shot peening

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU740373A1 (en) * 1978-03-30 1980-06-15 За витель Method and apparatus for producing finned panels
SU1248718A1 (en) * 1984-06-20 1986-08-07 Московский авиационный технологический институт Method of stamping panels with unilateral relief
RU2006326C1 (en) * 1991-10-15 1994-01-30 Вячеслав Николаевич Гречищев Upset forging method for production of products and device therefor
US6938448B2 (en) * 2000-09-08 2005-09-06 Sonaca Nmf Canada Inc. Shaped metal panels and forming same by shot peening

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012131813A (en) 2014-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5730308B2 (en) Steel plate forming method by hot pressing
US8028558B2 (en) Method and apparatus for forming of panels and similar parts
CN110293148B (en) Magnesium alloy plate stamping and forging composite forming method
KR20170134645A (en) Press forming apparatus and press forming method
CN111408660B (en) Flange-free edge forming method of thin-wall metal sheet metal component
CN102229044B (en) Wide magnesium alloy ultra-thin plate continuous extrusion device and method
CN104708291A (en) Method for precise extrusion forming of iron pedestal for railway switch
JP2017113782A (en) Hot press device and hot press molding method
CN106424137A (en) Zero-broadside magnesium alloy board rolling method and apparatus used in method
CN104148477B (en) The separation diel of hot forming steel plate and separating technology
JP5632671B2 (en) Forging die equipment
RU2523158C2 (en) Method and device for production of large-sized ribbed panels
CN103276329A (en) Isothermal processing technology of large-specification sheet of high-strength magnesium alloy
CN109396204B (en) Sheet material batch modular lateral extrusion forming device and method
CN101486062B (en) Thermoforming and edge-cutting integrated technique and mold of high-duty steel part
WO2023071376A1 (en) Combined anvil die for forging large crank throw, and process
CN201353616Y (en) Thermoforming, punching and trimming integrated die of high-strength steel elements
RU2560474C2 (en) Method of continuous equal channel angular pressing of metal blanks in form of rod
RU2501626C2 (en) Method and device for blade forging
RU2451570C9 (en) Method of producing variable-corrugation elements
RU164760U1 (en) STAMP FOR HOT COMBINED EXPLOSION OF A CYLINDRICAL HOLLOW PRODUCT WITH A FLANGE ON A HYDRAULIC PRESS FOR DOUBLE ACTION
Kong et al. Numerical and experimental investigation of preform design in non-axisymmetric warm forming
CN106670364A (en) Variable-section thin-wall stainless steel hemisphere seal forming method
KR20160077008A (en) Net shaped forging for fluid ends and other work pieces
CN106238488A (en) Different pressures cut the method and apparatus of continuous large plastometric set under composite strain path

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140725