RU2545875C2 - Die for drawing, forming and straightening of part with stiffness ribs (versions) - Google Patents
Die for drawing, forming and straightening of part with stiffness ribs (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2545875C2 RU2545875C2 RU2013107864/02A RU2013107864A RU2545875C2 RU 2545875 C2 RU2545875 C2 RU 2545875C2 RU 2013107864/02 A RU2013107864/02 A RU 2013107864/02A RU 2013107864 A RU2013107864 A RU 2013107864A RU 2545875 C2 RU2545875 C2 RU 2545875C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- punch
- ribs
- matrix
- stamp
- forming
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к листовой штамповке и может быть использовано в прессовых производствах для штамповки пространственных крупногабаритных деталей с ребрами жесткости разнообразных в поперечном сечении форм из листовых материалов (металлов и неметаллов), преимущественно для штамповки-вытяжки крупногабаритных кузовных деталей автомобилей и других транспортных средств.The invention relates to sheet stamping and can be used in the press industry for stamping spatial large-sized parts with stiffening ribs of various cross-sectional shapes from sheet materials (metals and non-metals), mainly for stamping and drawing out large-sized body parts of automobiles and other vehicles.
Известен традиционный штамп для вытяжки детали без фланца, этот штамп содержит пуансон, закрепленный на внутреннем ползуне пресса, матрицу, закрепленную на нижней неподвижной плите штампа и прижим, закрепленный на наружном ползуне пресса (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. - С.-Пб.: Машиностроение, 1979, с.441, рис.346).The traditional stamp for drawing parts without a flange is known, this stamp contains a punch fixed on the inner slider of the press, a matrix fixed on the lower fixed plate of the stamp and a clip fixed on the outer slider of the press (Romanovsky V.P. Handbook of cold stamping. - C. -Pb.: Engineering, 1979, p.441, Fig. 346).
Известен также штамп для вытяжки детали с фланцем, этот штамп также содержит пуансон, закрепленный на внутреннем ползуне пресса, матрицу, закрепленную на нижней неподвижной плите штампа, и прижим, закрепленный на наружном ползуне пресса (Нефедов А.П. Конструирование и изготовление штампов. М.: Машиностроение, 1973, с.64, рис.46).A stamp for drawing parts with a flange is also known, this stamp also contains a punch fixed on the inner slider of the press, a matrix fixed on the lower fixed plate of the stamp, and a clamp fixed on the outer slider of the press (A. Nefedov Design and manufacture of dies. M .: Engineering, 1973, p. 64, Fig. 46).
Известен в качестве наиболее близкого аналога патент RU 2457058 С2, B21D 22/02, 20.12.2011, Ананченко И.Ю., Жарков В.А., Рябинин А.В., Ситник В.А., Открытое акционерное общество ′′АВТОВАЗ′′ (RU) ′′Штамп для вытяжки сложной крупногабаритной пространственной детали с прижимом краевой части половины листовой заготовки (Варианты)′′.Patent RU 2457058 C2, B21D 22/02, 12.20.2011, Ananchenko I.Yu., Zharkov V.A., Ryabinin A.V., Sitnik V.A., Open Joint-Stock Company ′ ′ (RU) ′ ′ Stamp for drawing a complex large-sized spatial part with a clamp on the edge part of half a sheet blank (Options) ′ ′.
Общим недостатком этих известных штампов для вытяжки деталей как с ребрами жесткости, так и без ребер жесткости является равномерность зазора между рабочими поверхностями пуансона и матрицы. Этот зазор обеспечивается при проектировании пуансона и матрицы штампа и обработке резанием рабочих поверхностей пуансона и матрицы на станках с управлением режущим инструментом как от установленной на станке мастер-модели детали, которую будут штамповать этими пуансоном и матрицей, так и при помощи числового программного управления (ЧПУ).A common disadvantage of these known dies for drawing parts with stiffeners and without stiffeners is the uniformity of the gap between the working surfaces of the punch and the die. This gap is ensured when designing the punch and die matrix and processing by cutting the working surfaces of the punch and die on machines with cutting tool control, both from the part installed on the machine master model, which will be stamped with this punch and die, and using numerical control (CNC) )
Формовка каждого ребра жесткости на поверхности штампуемой детали в штампе для вытяжки осуществляется в конечный момент вытяжки выступающим ребром на пуансоне и соответствующей впадиной на матрице за счет местных растяжений по нормалям к внешнему контуру ребра в плане и за счет местных сжатий в окружных по отношению к нормалям направлениях участков заготовки, находящихся над или под ребром в плане, а также участков заготовки, прилегающих к ребру. Из-за превалирования растяжения над сжатием толщина этих участков заготовки, деформирующихся при формовке ребра жесткости, существенно уменьшается, между верхней и нижней поверхностями этих участков заготовки и рабочими поверхностями пуансона и матрицы появляется зазор, и, как следствие, в зазоре под действием сжимающих напряжений эти участки уменьшенной толщины теряют устойчивость с образованием нежелательных складок, а вслед за складкообразованием под действием растягивающих напряжений появляются трещины и разрушение материала заготовки на этих участках. Наибольшую опасность с точки зрения складкообразования и образования трещин представляют участки заготовки, прилегающие к концам ребер жесткости, где две длинные линии внешнего контура ребра жесткости резко изменяют свою кривизну и соединяются при помощи прямых и дуг окружностей небольшого радиуса.The formation of each stiffening rib on the surface of the stamped part in a stamp for drawing is carried out at the final moment of drawing by a protruding rib on the punch and the corresponding cavity on the matrix due to local stretching along the normals to the outer contour of the rib in plan and due to local compressions in the directions that are circumferential relative to the normals sections of the workpiece located above or below the rib in the plan, as well as sections of the workpiece adjacent to the rib. Due to the prevalence of tension over compression, the thickness of these sections of the workpiece, which deform when forming the stiffener, decreases significantly, a gap appears between the upper and lower surfaces of these sections of the workpiece and the working surfaces of the punch and die, and, as a result, in the gap under the action of compressive stresses, these areas of reduced thickness lose stability with the formation of undesirable folds, and after folding under the action of tensile stresses, cracks and destruction of the material appear preparations at these sites. The greatest danger from the point of view of folding and cracking is represented by sections of the workpiece adjacent to the ends of the stiffeners, where two long lines of the outer contour of the stiffeners sharply change their curvature and are connected using straight lines and circular arcs of small radius.
На производстве складки и трещины на участках вытянутой детали уменьшенной толщины как на самом ребре жесткости, так и в зоне ребер жесткости приводят к снижению точности и браку детали, излишнему расходу материала, увеличению нормы расхода материала на одну деталь и себестоимости изготовления детали. Для устранения складкообразования и разрушения заготовки требуется останов автоматической линии штамповки и доработка штампа для вытяжки и всей технологии штамповки данной детали, что приводит к большим производственным издержкам.In the production of folds and cracks in sections of elongated parts of reduced thickness, both on the stiffening rib and in the area of the stiffeners, they reduce the accuracy and rejection of the part, excessive material consumption, an increase in the material consumption rate for one part and the cost of manufacturing the part. To eliminate folding and destruction of the workpiece, it is necessary to stop the automatic stamping line and finalize the stamp for drawing and the entire stamping technology of this part, which leads to large production costs.
Технической задачей изобретения является повышение точности полученной штамповкой сложной крупногабаритной пространственной детали за счет разработки штампа совмещенного действия для вытяжки, формовки и правки детали с плоскими, угловыми, полукруглыми и другими распространенными на практике ребрами жесткости с исключением появления складок и трещин на участках детали, прилегающих к ребру жесткости.An object of the invention is to improve the accuracy obtained by stamping a complex large-sized spatial part by developing a combined action stamp for drawing, molding and dressing parts with flat, angular, semicircular and other stiffening ribs common in practice, with the exception of wrinkles and cracks in parts of the part adjacent to stiffener.
Техническая задача решается за счет того, что после вытяжки детали и формовки на ней ребер жесткости выступающими на пуансоне ребрами, в нижнем крайнем положении штампа напротив внешнего контура в плане каждого ребра на пуансоне, имеющего в поперечном сечении вид трапеции, треугольника или сегмента круга и предназначенного для формовки соответствующего ребра жесткости вытягиваемой детали, с целью правки детали, зазор между рабочими поверхностями пуансона и матрицы оптимизирован за счет напыленных выступов в зоне ребер на пуансоне и углублений под эти ребра на матрице и выполнен равным уменьшенной толщине прилегающих к ребру на пуансоне участков заготовки с учетом утонения этих участков заготовки в процессе формовки ребра жесткости.The technical problem is solved due to the fact that after drawing the part and forming stiffening ribs on it, the ribs protruding on the punch, in the lower extreme position of the punch opposite the external contour in plan of each rib on the punch, which in cross section has the form of a trapezoid, triangle or segment of a circle and intended for molding the corresponding stiffening rib of the extruded part, in order to straighten the part, the gap between the working surfaces of the punch and the matrix is optimized due to the sprayed protrusions in the area of the ribs on the punch and ubleny under these ribs on the matrix and is equal to, reduced thickness adjacent to the edge portions on the punch workpiece with the necking portions of the workpiece during forming stiffeners.
Сущность изобретения по варианту 1 штампа совмещенного действия для вытяжки и одновременной формовки плоских ребер жесткости, имеющих в поперечном сечении вид трапеции с прямолинейным выступающим основанием, характеризуется фиг. 1. На фиг. 1 вверху показано сечение А-А штампа для вытяжки и формовки детали в конечный момент штамповки детали типа панели крыши легкового автомобиля в нижнем крайнем положении наружного и внутреннего ползунов пресса и штампа. Из условия симметрии вытягиваемой детали и штампа на фиг. 1 показана лишь половина штампа как вида сверху на штамп без прижима и пуансона штампа, а также без вытянутой детали. Плоскостью симметрии крупногабаритных деталей типа наружных и внутренних панелей капота, крышки багажника, крыши и других может быть плоскость симметрии кузова легкового автомобиля, кабины грузового автомобиля и других машин и механизмов, которые собираются из таких деталей.SUMMARY OF THE INVENTION, according to
На фиг. 1 на виде сверху видны внешний и внутренний контуры углубления под каждое ребро жесткости с обозначением длины ребра Lbm; эти контуры соответствуют наружному и внутреннему контурам в плане каждого ребра жесткости на детали, вытянутой в данном штампе.In FIG. 1, a top view shows the external and internal contours of the recess under each stiffener with the designation of the length of the rib L bm ; these contours correspond to the outer and inner contours in terms of each stiffener on a part elongated in a given stamp.
Штамп содержит пуансон 1 с выступающими за рабочую поверхность ребрами высотой НР для формовки на заготовке ребер жесткости высотой Н, матрицу 2 с перетяжными ребрами 4 и углублениями под ребра жесткости штампуемой детали и прижим 3 и работает следующим образом. Вырубленную из листового материала заготовку 5 укладывают на прижимную поверхность матрицы 2. При ходе наружного ползуна пресса вниз при помощи закрепленного на нем прижима 3 осуществляют формоизменение заготовки 5 перетяжными ребрами 4 и прижатие фланца заготовки по развертывающейся, по первому варианту, плоской прижимной поверхности матрицы 2. При ходе внутреннего ползуна пресса вниз закрепленный на этом ползуне пуансон 1 втягивает заготовку в рабочую полость матрицы 2.The stamp contains a
В процессе вытяжки заготовка обтягивается по рабочей поверхности пуансона с выступающими ребрами для формовки на заготовке ребер жесткости детали. В конечный момент вытяжки выступающие за рабочую поверхность пуансона ребра входят в соответствующие углубления на матрице, и начинается процесс формовки на заготовке ребер жесткости детали. Формовка каждого ребра жесткости на поверхности штампуемой детали осуществляется за счет местных растяжений по нормалям ′′n′′ к контуру ребра на пуансоне в плане и за счет местных сжатий в окружных по отношению к нормалям направлениях участков заготовки, находящихся непосредственно под ребром на пуансоне в плане, а также участков заготовки в плане, прилегающих к ребру на пуансоне. Из-за превалирования растяжения над сжатием толщина этих участков заготовки под ребром на пуансоне и прилегающих к этому ребру существенно уменьшается, вследствие чего эти участки заготовки теряют устойчивость с образованием складок и трещин.In the process of drawing, the workpiece is tightened along the working surface of the punch with protruding ribs for forming the stiffening ribs of the part on the workpiece. At the final moment of the hood, the ribs protruding beyond the working surface of the punch enter the corresponding recesses on the matrix, and the molding process on the workpiece stiffening ribs begins. The formation of each stiffener on the surface of the stamped part is carried out due to local stretching along the normals ″ n ″ to the contour of the rib on the punch in the plan and due to local compression in the circumferential relative to the normal directions of the sections of the workpiece located directly under the rib on the punch in the plan , as well as sections of the workpiece in plan adjacent to the rib on the punch. Due to the prevalence of tension over compression, the thickness of these sections of the workpiece under the rib on the punch and adjacent to this rib is significantly reduced, as a result of which these sections of the workpiece lose stability with the formation of folds and cracks.
Наибольшую опасность с точки зрения складкообразования и образования трещин представляют участки заготовки, прилегающие к концу ребра на пуансоне, где две длинные линии внешнего контура ребра в плане резко изменяют свою кривизну и соединяются при помощи прямых и дуг окружностей небольшого радиуса R, который меньше или равен половине ширины ребра В. Для расчета утонения заготовки Δs номинальной толщины S на краю ребра жесткости в продольном сечении ребра жесткости А-А примем допущения, что плоский участок заготовки, до формовки длиной Lo, после формовки ребра изогнулся и равномерно удлинился до значения L, рассчитываемого по средней линии этого участка заготовки в зазоре между пуансоном и матрицей по размерам из чертежа данного штампа, а размер в направлении, перпендикулярном плоскости сечения А-А, равен 1 мм и не изменяется в процессе формовки ребра жесткости. Тогда из условия несжимаемости и равенства объема выделенного нами участка заготовки до и после формовки можно получить формулу для расчета утонения в этом месте заготовки ΔsThe greatest danger from the point of view of folding and cracking is represented by sections of the workpiece adjacent to the end of the rib on the punch, where the two long lines of the outer contour of the rib sharply change their curvature in plan and are connected using straight lines and arcs of circles of small radius R, which is less than or equal to half the width of the rib B. To calculate the thinning of the preform Δs of nominal thickness S at the edge of the stiffener in the longitudinal section of the stiffener A-A, we assume that the flat section of the preform, prior to molding, is Lo, p after molding, the ribs bent and evenly extended to the value L calculated on the midline of this section of the workpiece in the gap between the punch and the matrix in size from the drawing of this stamp, and the size in the direction perpendicular to the plane of section AA is 1 mm and does not change the process of forming the stiffeners. Then, from the incompressibility condition and the equality of the volume of the prefabricated section allocated by us before and after molding, we can obtain a formula for calculating the thinning at this location of the preform
При помощи математического моделирования на компьютере и экспериментальных исследований процесса формовки, проведенных на производстве, было установлено, что ширина утонения заготовки или расстояние E1, на которое распространяется утонение заготовки после формовки ребра жесткости, приближенно равно высоте ребра жесткости Н (Е1≈Н).Using mathematical modeling on a computer and experimental studies of the molding process carried out in production, it was found that the width of the thinning of the workpiece or the distance E 1 , to which the thinning of the workpiece after forming the stiffener extends, is approximately equal to the height of the stiffening rib H (E 1 ≈ Н) .
Чтобы из-за утонения заготовки на величину Δs и ширину Е1 в этом месте не образовывался зазор, а пуансон с матрицей прижимали и правили заготовку, пуансон спроектировали и изготовили на станке по линии G′К′J′ для равномерного зазора, а затем по этой линии G′К′J′ выполнили напыление износостойкого материала, в частности наноматериала, до рассчитанной выше линии G′I′J′, отстоящей от линии G′К′J′ на величину половины утонения заготовки Δs/2 в сторону уменьшения зазора; высоту ребра на пуансоне Нр в этом месте уменьшили на величину Δs/2. Соответственно, матрицу спроектировали и изготовили на станке по линии G′′K′′J′′ для равномерного зазора, а затем по этой линии G′′K′′J′′ выполнили напыление износостойкого материала, в частности наноматериала, до рассчитанной выше линии G′′I′′J′′, отстоящей от линии G′′K′′J′′ на величину половины утонения заготовки Δs/2 в сторону уменьшения зазора; высота углубления на матрице в этом месте увеличили на величину Δs/2. В итоге, в зоне ребра на пуансоне образован напыленный выступ G′I′J′К′G′, а в зоне углубления на матрице образован напыленный выступ G′′I′′J′′К′′G′′, которые в конечный момент штамповки будут править складки на участках заготовки, прилегающих к внешнему контуру ребра жесткости. Линия G′I′J′ является образующей участка рабочей поверхности пуансона при перемещении этой образующей вдоль кривой MNP, удвоенной для учета второй части направляющей ниже продольной оси симметрии ребра МО. А линия G′′I′′J′′ является образующей участка рабочей поверхности матрицы при перемещении этой образующей вдоль кривой MNP, удвоенной для учета второй части направляющей ниже продольной оси симметрии ребра МО. Кривая MNP является частью наружного контура углубления на матрице под ребро жестокости в плане.So that, due to thinning of the workpiece by Δs and width E 1 , a gap does not form in this place, and the punch with the die is pressed and the workpiece is corrected, the punch was designed and manufactured on the machine along the G′K′J ′ line for a uniform gap, and then along this line G′K′J ′ was sprayed with a wear-resistant material, in particular nanomaterial, up to the calculated above line G′I′J ′ spaced from the line G′K′J ′ by half the thinning of the workpiece Δs / 2 in the direction of reducing the gap; the height of the ribs on the punch H p in this place was reduced by Δs / 2. Accordingly, the matrix was designed and manufactured on the machine along the line G′′K′′J ″ for uniform clearance, and then along this line G′′K′′J ″ we sprayed a wear-resistant material, in particular nanomaterial, to the line calculated above G′′I′′J ”, spaced from the line G′′K′′J” by half the thinning of the workpiece Δs / 2 in the direction of reducing the gap; the height of the recess on the matrix in this place was increased by Δs / 2. As a result, a sprayed protrusion G′I′J′K′G ′ is formed in the area of the rib on the punch, and a sprayed protrusion G′′I′′J′′K′′G ′ ′ is formed in the recess zone on the matrix, which in the final the moment of stamping will be corrected by folds in the sections of the workpiece adjacent to the external contour of the stiffener. The line G′I′J ′ is the generatrix of the portion of the working surface of the punch when moving this generatrix along the MNP curve, doubled to take into account the second part of the guide below the longitudinal axis of symmetry of the rib MO. And the line G′′I′′J ”is the generatrix of the portion of the working surface of the matrix when this generatrix moves along the MNP curve, doubled to take into account the second part of the guide below the longitudinal axis of symmetry of the rib MO. The MNP curve is part of the outer contour of the recess on the matrix under the cruelty in plan.
Аналогично спроектированы и изготовлены участки рабочей поверхности пуансона и матрицы для правки заготовки на противоположном конце по длине ребра на пуансоне.Similarly designed and manufactured sections of the working surface of the punch and the matrix for dressing the workpiece at the opposite end along the length of the ribs on the punch.
При отладке штампа значения величин Δs и E1 уточняются, после чего в конечный момент формовки пуансон своим выступающим участком рабочей поверхности, построенным образующей G′I′J′ при перемещении вдоль кривой MNP, и матрица своим выступающим участком рабочей поверхности, построенным образующей G′′I′′J′′ при перемещении вдоль этой же кривой MNP, будут править складки на участках заготовки, прилегающих к внешнему контуру на двух противоположных концах по длине ребра жесткости.When the stamp is being debugged, the values of Δs and E 1 are refined, after which, at the final moment of molding, the punch is formed by its protruding portion of the working surface constructed by forming G′I′J ′ when moving along the MNP curve, and the matrix by its protruding portion of the working surface constructed by forming G ′ When moving along the same MNP curve, ′ I′′J ”′ will fold in the sections of the workpiece adjacent to the outer contour at two opposite ends along the length of the stiffener.
При формовке ребра жесткости на заготовке напряженно-деформированное состояние (НДС) заготовки в продольном и поперечном сечениях ребра близко к НДС плоского прямоугольного образца той же толщины, что и заготовка, при испытании на одноосное растяжение. Поэтому при проектировании и ребер жесткости на детали и штампа провели анализ возможности формовки каждого ребра жесткости без разрушения заготовки в сечении А-А и других опасных с точки зрения разрушения сечениях, перпендикулярных внешнему контуру ребра MNP, по данным об относительном удлинении заготовки δL (в %) в этих сечениях в конце формовкиWhen forming a stiffener on a workpiece, the stress-strain state (VAT) of the workpiece in the longitudinal and transverse sections of the rib is close to the VAT of a flat rectangular specimen of the same thickness as the workpiece, when tested for uniaxial tension. Therefore, when designing both stiffeners for a part and a stamp, we analyzed the possibility of forming each stiffener without destroying the workpiece in section AA and other sections dangerous from the point of view of destruction, perpendicular to the external contour of the rib MNP, according to the data on the relative elongation of the workpiece δ L (in %) in these sections at the end of the molding
где δР - относительное равномерное удлинение по ГОСТ 11701-84 ′′Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент′′.where δ P is the relative uniform elongation according to GOST 11701-84 ′ ′ Metals. Tensile test methods for thin sheets and tapes ′ ′.
Если последнее условие не выполняется, то либо изменяют геометрические параметры на двух концах по длине ребра жесткости на чертеже вытягиваемой детали, либо выбирают более пластичную заготовку с большей величиной δР. Далее снова рассчитывают относительное удлинение заготовки δL в опасных сечениях и сравнивают с величиной δр, и так изменяют геометрию ребра и/или δp до тех пор, когда δL станет меньше δp.If the last condition is not fulfilled, then either the geometric parameters are changed at two ends along the length of the stiffener in the drawing of the stretched part, or a more plastic workpiece with a larger value of δ P is chosen. Then again calculate the relative elongation of the workpiece δ L in dangerous sections and compare with the value of δ p , and so change the geometry of the ribs and / or δ p until then, when δ L becomes less than δ p .
Длину ребра на пуансоне или матрице Lb,m и длину соответствующего углубления под это ребро определяют длиной ребра жесткости Lb на чертеже штампуемой детали. Ребро жесткости по длине состоит из основного участка максимальной высоты Н, который на двух противоположных концах заканчивается участком плавного уменьшения высоты Н ребра жесткости до нуля на длине Lo. Если длина основного участка ребра жесткости Lb-2Lo небольшая и меньше высоты ребра жесткости Н, то появляется опасность складкообразования и разрушения утоненного участка заготовки не только в рассчитанном выше зазоре между рабочими поверхностями пуансона и матрицы на двух противоположных концах ребра жесткости в продольном сечении ребра А-А, но и в зазоре между рабочими поверхностями пуансона и матрицы в зоне двух длинных отрезков внешнего контура ребра жесткости в плане в поперечном сечении С-С. Поэтому выполняют расчет в сечении С-С аналогично тому, как сделан расчет выше в сечении А-А.The length of the ribs on the punch or matrix L b, m and the length of the corresponding recess under this rib is determined by the length of the ribs L b in the drawing of the stamped part. The stiffener in length consists of the main section of the maximum height H, which at two opposite ends ends with a section of gradually reducing the height H of the stiffener to zero over the length L o . If the length of the main section of the stiffener L b -2L o is small and less than the height of the stiffener N, then there is a danger of folding and destruction of the thinned section of the workpiece not only in the gap calculated above between the working surfaces of the punch and the matrix at two opposite ends of the stiffener in the longitudinal section of the rib AA, but also in the gap between the working surfaces of the punch and the matrix in the area of two long segments of the outer contour of the stiffener in plan in the cross section CC. Therefore, the calculation is performed in the cross section С-С in the same way as the calculation was made above in the cross section А-А.
Для расчета утонения заготовки Δs1 номинальной толщины S в поперечном сечении ребра жесткости С-С примем допущения, что плоский участок заготовки, до формовки длиной В, после формовки ребра изогнулся и равномерно удлинился до значения Bl, рассчитываемого по средней линии этого участка заготовки в зазоре между пуансоном и матрицей по размерам из чертежа штампа, а размер в направлении, перпендикулярном плоскости сечения С-С, равен 1 мм и не изменяется в процессе формовки ребра жесткости. Тогда из условия несжимаемости и равенства объема выделенного нами участка заготовки до и после формовки можно получить формулу для расчета утонения в этом месте заготовки Δs1 To calculate the thinning of the workpiece Δs 1 of nominal thickness S in the cross section of the stiffener С-С, we assume that the flat part of the workpiece, before molding with length B, after forming the rib is bent and evenly extended to the value B l calculated from the middle line of this part of the workpiece in the gap between the punch and the matrix in size from the drawing of the stamp, and the size in the direction perpendicular to the plane of the CC section is 1 mm and does not change during the formation of the stiffener. Then, from the incompressibility condition and the equality of the volume of the prefabricated section allocated by us before and after molding, we can obtain a formula for calculating the thinning at this location of the preform Δs 1
При помощи математического моделирования на компьютере и экспериментальных исследований процесса формовки, проведенных на производстве, было установлено, что ширина утонения заготовки или расстояние Е, на которое распространяется утонение заготовки после формовки ребра жесткости, приближенно равно высоте ребра жесткости H(E≈H).Using mathematical modeling on a computer and experimental studies of the molding process carried out in production, it was found that the width of the thinning of the workpiece or the distance E to which the thinning of the workpiece extends after forming the stiffener is approximately equal to the height of the stiffener H (E≈H).
Чтобы из-за утонения заготовки на величину Δs1 и ширину Е в этом месте не образовывался зазор, а пуансон с матрицей прижимали и правили заготовку, пуансон спроектировали и изготовили на станке по линии Q′Т′U′ для равномерного зазора, а затем по этой линии Q′T′U′ выполнили напыление износостойкого материала, в частности наноматериала, до рассчитанной выше линии Q′V′U′, отстоящей от линии Q′Т′U′ на величину половины утонения заготовки Δs1/2 в сторону уменьшения зазора; высоту ребра на пуансоне Нр в этом месте уменьшили на величину Δs1/2. Соответственно, матрицу спроектировали и изготовили на станке по линии Q′′T′′U′′ для равномерного зазора, а затем по этой линии Q′′T′′U′′ выполнили напыление износостойкого материала, в частности наноматериала, до рассчитанной выше линии Q′′V′′U′′, отстоящей от линии Q′′T′′U′′ на величину половины утонения заготовки Δs1/2 в сторону уменьшения зазора; высоту углубления матрицы в этом месте увеличили на величину Δs1/2 . В зоне ребра на пуансоне образован напыленный выступ Q′Т′U′V′Q′, а в зоне углубления на матрице образован напыленный выступ Q′′T′′U′′V′′Q′′, которые в конечный момент штамповки будут править складки на участках заготовки, прилегающих к внешнему контуру ребра жесткости. Линия Q′V′U′ является образующей участка рабочей поверхности пуансона при перемещении этой образующей в направлении, перпендикулярном плоскости сечения С-С, вдоль длинного отрезка наружного контура ребра жестокости в плане. Соответственно, линия Q′′V′′U′′ является образующей участка рабочей поверхности матрицы при перемещении этой образующей в направлении, перпендикулярном плоскости сечения С-С, вдоль длинного отрезка наружного контура ребра жестокости в плане.So that, due to thinning of the workpiece by Δs 1 and width E, a gap does not form in this place and the punch with the die is pressed and the workpiece is corrected, the punch was designed and manufactured on the machine along the Q′T′U ′ line for a uniform gap, and then along of this line Q′T′U ′, a wear-resistant material, in particular nanomaterial, was sprayed up to the line Q′V′U ′ calculated above, separated from the line Q′T′U ′ by half the thinning of the workpiece Δs1 / 2 in the direction of reducing the gap; the height of the ribs on the punch H p in this place was reduced by Δs 1/2 . Accordingly, the matrix was designed and manufactured on the machine along the line Q′′T′′U ″ for uniform clearance, and then along this line Q′′T′′U ″ we sprayed a wear-resistant material, in particular nanomaterial, to the line calculated above Q′′V′′UU ′ ′, spaced from the line Q′′T′′UU ′ ′ by half the thinning of the workpiece Δs 1/2 in the direction of reducing the gap; the height of the recesses of the matrix in this place was increased by Δs 1/2 . A sprayed protrusion Q′T′U′V′Q ′ is formed in the region of the rib on the punch, and a sprayed protrusion Q′′T′′U′′V′′Q ′ ′ is formed on the matrix in the recess zone, which will be at the final moment of stamping edit folds in sections of the workpiece adjacent to the outer contour of the stiffener. The line Q′V′U ′ is the generatrix of the plot of the working surface of the punch when moving this generatrix in the direction perpendicular to the plane of the CC section along the long section of the outer contour of the cruelty in plan. Accordingly, the line Q′′V′′U ′ ′ ′ is the generatrix of the portion of the working surface of the matrix when this generatrix is moved in the direction perpendicular to the plane of the CC section along the long section of the outer contour of the cruelty in plan.
Аналогично спроектированы и изготовлены участки рабочей поверхности пуансона и матрицы для правки заготовки, рассматривая вторую левую часть поперечного сечения С-С.Similarly designed and manufactured sections of the working surface of the punch and the matrix for dressing, considering the second left side of the cross section CC.
При отладке штампа значения величин Δs1 и Е уточняются, после чего в конечный момент формовки пуансон своим выступающим участком рабочей поверхности, построенным образующей Q′V′U′ при перемещении вдоль продольных отрезков внешнего контура ребра, и матрица своим выступающим участком рабочей поверхности, построенным образующей Q′′V′′U′′ при перемещении вдоль тех же продольных отрезков внешнего контура ребра, будут править складки на участках заготовки, прилегающих к этим продольным отрезкам на двух противоположных (от продольной оси симметрии ребра) сторонах ребра жесткости.When the stamp is being debugged, the values of Δs 1 and E are specified, after which at the final moment of molding the punch is formed by its protruding portion of the working surface, formed by forming Q′V′U ′ when moving along the longitudinal segments of the outer contour of the rib, and the matrix by its protruding portion of the working surface, constructed forming Q′′V′′U ′ ′ when moving along the same longitudinal segments of the outer contour of the rib, the folds will be corrected in the sections of the workpiece adjacent to these longitudinal segments at two opposite (from the longitudinal axis symmetry of the rib) the sides of the stiffener.
Анализ возможности формовки ребра жесткости в его поперечном сечении С-С без разрушения заготовки проводим по данным об относительном удлинении заготовки δB (в %) в конце формовкиThe analysis of the possibility of forming a stiffener in its cross section CC without destroying the workpiece is carried out according to the data on the relative elongation of the workpiece δ B (in%) at the end of the molding
Если последнее условие не выполняется, то необходимо либо изменить параметры ребра жесткости в его поперечном сечении С-С на чертеже детали, либо выбрать более пластичную заготовку с большей величиной δp.If the last condition is not fulfilled, it is necessary either to change the parameters of the stiffener in its cross section CC in the detail drawing, or to select a more plastic billet with a larger value of δ p .
После вытяжки при обратном ходе сначала внутреннего, а затем наружного ползунов пресса вверх вытянутая деталь под действием сил тяжести остается в матрице 2 и удаляется из нее средствами механизации. Цикл штамповки следующей детали повторяется.After drawing in the reverse stroke, first the internal and then the external slide of the press upward, the elongated part remains in the
По варианту 2 (фиг. 2), в нижнем крайнем положении штампа для вытяжки и одновременной формовки ребер жесткости детали напротив внешнего контура в плане каждого ребра на пуансоне, имеющего в поперечном сечении вид трапеции с криволинейным выступающим основанием радиуса R5 и предназначенного для формовки соответствующего ребра жесткости вытягиваемой детали, зазор между рабочими поверхностями пуансона и матрицы оптимизирован за счет напыленных выступов в зоне ребра на пуансоне и за счет напыленных выступов в зоне углубления под это ребро на матрице и выполнен равным уменьшенной толщине прилегающих к ребру на пуансоне участков заготовки с учетом утонения этих участков заготовки в процессе формовки ребра жесткости.According to option 2 (Fig. 2), in the lower extreme position of the stamp for drawing and simultaneously forming stiffening ribs of the part opposite the external contour in plan of each rib on the punch, having a cross-section in the form of a trapezoid with a curved protruding base of radius R 5 and intended for molding the corresponding stiffeners of the extruded part, the gap between the working surfaces of the punch and the matrix is optimized due to the sprayed protrusions in the area of the ribs on the punch and due to the sprayed protrusions in the recess area under this rib matrix and is equal to, reduced thickness adjacent to the edge portions on the punch workpiece with the necking portions of the workpiece during forming stiffeners.
По варианту 3 (фиг. 3), в нижнем крайнем положении штампа для вытяжки и одновременной формовки угловых ребер жесткости детали напротив внешнего контура в плане каждого ребра на пуансоне, имеющего в поперечном сечении вид треугольника с выступающей вершиной, закругленной радиусом R1, и предназначенного для формовки соответствующего ребра жесткости вытягиваемой детали, зазор между рабочими поверхностями пуансона и матрицы оптимизирован за счет напыленных выступов в зоне ребра на пуансоне и за счет напыленных выступов в зоне углубления под это ребро на матрице и выполнен равным уменьшенной толщине прилегающих к ребру на пуансоне участков заготовки с учетом утонения этих участков заготовки в процессе формовки ребра жесткости.According to option 3 (Fig. 3), in the lower extreme position of the stamp for drawing and simultaneously forming the corner stiffeners of the part opposite the external contour in plan of each rib on the punch, having a cross section in the form of a triangle with a protruding vertex, rounded with radius R 1 , and intended for molding the corresponding stiffening rib of the extruded part, the gap between the working surfaces of the punch and the matrix is optimized due to the sprayed protrusions in the area of the rib on the punch and due to the sprayed protrusions in the zone of the recess under this is a rib on the matrix and is made equal to the reduced thickness of the sections of the workpiece adjacent to the edge on the punch, taking into account the thinning of these sections of the workpiece during the formation of the stiffener.
По варианту 4 (фиг. 4), в нижнем крайнем положении штампа для вытяжки и одновременной формовки полукруглых ребер жесткости детали напротив внешнего контура в плане каждого ребра на пуансоне, имеющего в поперечном сечении вид сегмента круга радиуса R1, и предназначенного для формовки соответствующего ребра жесткости вытягиваемой детали, зазор между рабочими поверхностями пуансона и матрицы оптимизирован за счет напыленных выступов в зоне ребра на пуансоне и за счет напыленных выступов в зоне углубления под это ребро на матрице и выполнен равным уменьшенной толщине прилегающих к ребру на пуансоне участков заготовки с учетом утонения этих участков заготовки в процессе формовки ребра жесткости.According to option 4 (Fig. 4), in the lower extreme position of the stamp for drawing and simultaneously forming semicircular stiffeners of the part opposite the external contour in plan of each rib on the punch, having a cross-sectional view of a segment of a circle of radius R 1 and intended for molding the corresponding rib the stiffness of the extruded part, the gap between the working surfaces of the punch and the matrix is optimized due to the sprayed protrusions in the region of the rib on the punch and due to the sprayed protrusions in the region of the recess under this rib on the matrix and made avnym reduced thickness adjacent to the edge portions on the punch workpiece with the necking portions of the workpiece during forming stiffeners.
Все варианты данного штампа совмещенного действия для вытяжки и формовки крупногабаритной пространственной детали с ребрами жесткости разнообразных в сечении форм из листовой заготовки, по сравнению с известными штампами, за счет дополнительного прижатия участков заготовки повышают точность штампуемой детали, устраняют разрушение и складкообразование заготовки, уменьшают норму расхода листового материала на одну деталь и себестоимость изготовления этой детали.All variants of this combined action stamp for drawing and forming a large spatial part with stiffening ribs of various shapes from a sheet blank, compared with known stamps, due to additional pressing of the blank sections increase the accuracy of the stamped part, eliminate the destruction and folding of the blank, reduce the consumption rate sheet material for one part and the cost of manufacturing this part.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013107864/02A RU2545875C2 (en) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | Die for drawing, forming and straightening of part with stiffness ribs (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013107864/02A RU2545875C2 (en) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | Die for drawing, forming and straightening of part with stiffness ribs (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013107864A RU2013107864A (en) | 2014-08-27 |
| RU2545875C2 true RU2545875C2 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=51456070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013107864/02A RU2545875C2 (en) | 2013-02-21 | 2013-02-21 | Die for drawing, forming and straightening of part with stiffness ribs (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2545875C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2672297C2 (en) * | 2017-01-10 | 2018-11-13 | Публичное акционерное общество "АВТОВАЗ" | Method for elimination of scratches and burrs on sheet metal forming parts |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4193285A (en) * | 1977-06-15 | 1980-03-18 | Alcan Research And Development Limited | Method of deep-drawing of a container or the like from an aluminium material |
| SU1505632A1 (en) * | 1987-09-30 | 1989-09-07 | Горьковский Автомобильный Завод | Method of producing panels of complex shape |
| RU2104814C1 (en) * | 1994-04-27 | 1998-02-20 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Compound shape part drawing die |
| RU2457058C2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Die for forming complex large-size solid part with holding sheet billet half edge (versions) |
-
2013
- 2013-02-21 RU RU2013107864/02A patent/RU2545875C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4193285A (en) * | 1977-06-15 | 1980-03-18 | Alcan Research And Development Limited | Method of deep-drawing of a container or the like from an aluminium material |
| SU1505632A1 (en) * | 1987-09-30 | 1989-09-07 | Горьковский Автомобильный Завод | Method of producing panels of complex shape |
| RU2104814C1 (en) * | 1994-04-27 | 1998-02-20 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Compound shape part drawing die |
| RU2457058C2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Die for forming complex large-size solid part with holding sheet billet half edge (versions) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2672297C2 (en) * | 2017-01-10 | 2018-11-13 | Публичное акционерное общество "АВТОВАЗ" | Method for elimination of scratches and burrs on sheet metal forming parts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013107864A (en) | 2014-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6119929B1 (en) | Press part manufacturing method and manufacturing apparatus | |
| TWI555593B (en) | Blank, formed plate,and method for manufacturing press formed product | |
| TWI448338B (en) | Press-forming method of component having l shape | |
| US10406582B2 (en) | Press-forming apparatus, method for producing press-formed product using the forming apparatus, and press-formed product | |
| CA2983404C (en) | Pressed component manufacturing method, pressed component, and press apparatus | |
| EP3804875A1 (en) | Method for manufacturing pressed component | |
| KR20190021432A (en) | Method and apparatus for manufacturing press parts | |
| JP6512191B2 (en) | Method of designing mold and method of manufacturing press-formed product | |
| EP3162456A1 (en) | Method for manufacturing press-molded article, and press-molded article | |
| KR102361285B1 (en) | Manufacturing method of press parts, press forming apparatus, and metal plate for press forming | |
| CN103934381A (en) | Automobile high-strength board chassis component forming technology | |
| KR20180136583A (en) | Blank, and method for producing press-molded article | |
| WO2017149955A1 (en) | Method for manufacturing press molded product | |
| JP6504130B2 (en) | Method of manufacturing press-formed product | |
| CN109013926A (en) | A kind of aircraft door area stairstepping cornerite part drawing manufacturing process | |
| RU2545875C2 (en) | Die for drawing, forming and straightening of part with stiffness ribs (versions) | |
| JP5031703B2 (en) | Multi-stage press forming method with excellent shape freezing | |
| JP6196921B2 (en) | Manufacturing method of press parts | |
| RU2442672C2 (en) | Method of stretching of complex large parts (variants) | |
| JPWO2017149955A1 (en) | Manufacturing method of press-molded products | |
| CN107716686A (en) | Automobile panel drawing process and drawing die | |
| WO2023153034A1 (en) | Press-molding method and press-molded article manufacturing method | |
| JP2018176222A (en) | Apparatus and method for manufacturing panel having character line | |
| RU2584833C2 (en) | Method for low-waste blanking from sheet material roll (versions) | |
| RU2148459C1 (en) | Method for manufacture of flanged flat bent tank truck bottom |