UA124415C2 - Притискне кільце витяжного пристрою - Google Patents

Description

Перехресні посилання на споріднені заявки

Дана заявка заявляє пріоритет попередньої заявки на патент США, серійний номер Мо 62/207722, поданої 20 серпня 2015 р., яка включена в даний документ за допомогою посилання.

Галузь техніки

Даний винахід стосується інструмента для застосування у виробництві металевих контейнерів і, зокрема, притискного кільця витяжного пристрою, що зменшує фестоноутворення під час процесу витягання.

Передумови створення винаходу

Тонкостінні двокомпонентні металеві контейнери часто виготовляють із застосуванням способів витягання. У способі витягання пласку круглу заготовку з листового металу, наприклад алюмінію, витягують через один або декілька витяжних штампів з утворенням неглибокої чаші- преформи. Заготовка з листового металу, використовувана для утворення чаші-преформи, має конкретну анізотропію, що являє собою різницю в механічних властивостях листового металу залежно від напрямку. Інакше кажучи, заготовка з листового металу буде інакше реагувати на напруження, прикладені в одному напрямку, ніж вона буде реагувати на такі ж напруження, прикладені в іншому напрямку.

Спосіб витягання передбачає витяжний прес або витяжний пристрій. Круглу заготовку вирізають із листа матеріалу та розташовують над порожниною штампа. Круглу заготовку притискають до штампа за допомогою притискного кільця витяжного пристрою, та пуансон проштовхує заготовку в порожнину з достатніми тиском та силою для надання заготовці чашоподібної форми. Анізотропні властивості заготовки з листового металу спричиняють фестоноутворення на відкритому кінці витягнутої чаші. Фестоноутворення - це утворення нерівних або хвилястих кромок на відкритому кінці витягнутої чаші. Проблема фестоноутворення властива способу витягання, та анізотропія заготовки з листового металу є переважною причиною фестоноутворення. Фестони утворюються під кутом приблизно 45 градусів від напрямку прокату листа. Ці фестони являють собою останній матеріал, що залишається затисненим у процесі витягання. У цей час усі затискальні зусилля концентруються на цих фестонах і можуть призвести до того, що вони стануть стягнутими або стоншеними. Фестоноутворення є проблемою, оскільки воно може призводити до витрати

Зо матеріалу, наприклад, коли частину з фестонами витягнутої чаші необхідно відрізати, або воно може призвести до небажаних металевих частин, які можуть порушити наступні процеси утворення.

Для зниження небажаного фестоноутворення з листа металу іноді вирізають некруглі заготовки. Некруглі заготовки, однак, часто мають менше доступного матеріалу під кутом приблизно сорок п'ять градусів до зерна матеріалу, тобто до напрямку, в якому прокатували листовий метал, і потребують більш складної та дорогої обробки у витяжному пресі та наступних виробничих процесах.

Короткий виклад сутності винаходу

Згідно з ідеєю даного винаходу притискне кільце зменшує випадки та ступінь фестоноутворення, коли заготовку з металу затискають і штампують під час процесу витягання, у результаті чого одержують чашоподібну основну частину. Фестони, одержувані із застосуванням традиційного витяжного преса з традиційним притискним кільцем, зменшені або усунені і, таким чином, не перешкоджають подальшим операціям утворення чашоподібної основної частини, наприклад операціям утворення, в яких чашоподібній основній частині надають форму металевої банки або подовженого металевого контейнера пляшкової форми.

Згідно з одним варіантом здійснення притискне кільце для витяжного преса містить внутрішню поверхню, що визначає витяжний отвір, виконаний із можливістю розміщення в ньому пуансона. Притискне кільце також містить затискну поверхню, що має перший сегмент концентрування зусиль, розміщений по колу на відстані від другого сегмента концентрування зусиль, причому кожний сегмент концентрування зусиль містить першу дугоподібну канавку та другу дугоподібну канавку, яка розміщена концентрично та розташована на відстані в радіальному напрямку від першої дугоподібної канавки.

Згідно з альтернативним варіантом здійснення притискне кільце для витяжного преса зменшує утворення фестонів у витягнутій чашоподібній основній частині. Притискне кільце містить внутрішню поверхню, що визначає витяжний отвір, виконаний із можливістю розміщення в ньому пуансона. Притискне кільце також містить затискну поверхню, що має перший сегмент концентрування зусиль, відокремлений по колу зоною розвантаження від другого сегмента концентрування зусиль, причому кожний із сегментів концентрування зусиль містить першу дугоподібну канавку, яка розташована на першій відстані в радіальному напрямку від сусідньої 60 другої дугоподібної канавки. Зона розвантаження має першу дугоподібну канавку, яка розташована на другій відстані в радіальному напрямку від сусідньої другої дугоподібної канавки, причому друга відстань більша від першої відстані.

Згідно з ще одним варіантом здійснення даного винаходу спосіб утворення чашоподібної основної частини зі зменшеним фестоноутворенням включає етапи розташування листа металу між притискним кільцем та комбінованим вирубним і витяжним штампом. Лист металу затискають між притискним кільцем і комбінованим вирубним та витяжним штампом шляхом здійснення контакту затискної поверхні притискного кільця з частиною листа металу. Затискна поверхня має чотири сегменти концентрування зусиль, кожен з яких розташований по колу на однаковій відстані від сусіднього сегмента концентрування зусиль. Кожен сегмент концентрування зусиль містить першу дугоподібну канавку та другу дугоподібну канавку, яка розміщена концентрично та розташована на відстані в радіальному напрямку від першої дугоподібної канавки. Лист металу обрізають для створення заготовки, що має форму диска.

Пуансон спрямовують так, щоб він зміщав частину заготовки в порожнину штампа і, таким чином, надавав заготовці між пуансоном і комбінованим вирубним та витяжним штампом чашоподібну форму.

Технічні переваги розкритих варіантів здійснення включають притискне кільце з конкретним чином розташованими зонами розвантаження, що забезпечує більш рівномірний розподіл зусиль захоплення в зонах металевої заготовки, які найбільш схильні до фестоноутворення.

Згідно з іншими варіантами здійснення зони притискного кільця, що знаходяться в контакті із заготовкою в місцях, які схильні до фестоноутворення, містять заглибини в затискній поверхні, які зазвичай мають форму фестона, що може бути утворений під час застосування традиційних притискних кілець.

Інші аспекти, ознаки та переваги стануть очевидні з наступного докладного опису в комбінації з доданими графічними матеріалами, які є частиною даного опису й ілюструють за допомогою прикладу принципи описаного винаходу.

Опис графічних матеріалів

Більш повне розуміння способу та пристрою згідно з даним винаходом може бути одержано за допомогою посилання на наступний докладний опис під час розглядання у зв'язку із супровідними графічними матеріалами, на яких:

Зо на фіг. 1А та 18 показані покомпонентні вигляди в перспективі вузла притискного кільця та кожуха згідно з даним винаходом; на фіг. 2 показаний вигляд зверху затискної поверхні притискного кільця за фіг. ТА та 18; на фіг. З показаний вигляд у розрізі притискного кільця за фіг. 2; на фіг. 4 показаний вигляд зверху затискної поверхні альтернативного варіанта здійснення притискного кільця згідно з даним винаходом; на фіг. 5 показаний вигляд зверху затискної поверхні додаткового альтернативного варіанта здійснення притискного кільця згідно з ідеями даного винаходу; на фіг. 6 показаний вигляд зверху затискної поверхні іншого альтернативного варіанта здійснення притискного кільця згідно з ідеями даного винаходу; та на фіг. 7 показаний витяжний прес із частинами, показаними у вигляді в розрізі, що містить притискне кільце згідно з ідеями даного винаходу.

Докладний опис

На фіг. 1А та 18 показані покомпонентні ізометричні вигляди вузла 100 притискного кільця, причому на фіг. ТА показаний вигляд на затискну поверхню 120, а на фіг. 18 показаний вигляд у напрямку, протилежному напрямку погляду на фіг. 1А. Вузол 100 притискного кільця є частиною вузла штампа, застосовуваного в способі витягання. Вузол 100 притискного кільця містить притискне кільце 102 та кожух 104. Притискне кільце 102 виконане з надтвердого матеріалу, такого як карбід, а кожух 104 виконаний із більш м'якого матеріалу. Згідно з одним варіантом здійснення притискне кільце 102 виконане з карбідного матеріалу з нікелевим зв'язуючим, акожух 104 виконаний з інструментальної сталі. Коли утворюють чашу, металевий лист затискають між притискним кільцем 102 та комбінованим вирубним і витяжним штампом для забезпечення пуансону можливості надання металу форми чашоподібної частини у міру того, як він проштовхує метал у порожнину штампа, і потім метал протікає між пуансоном і комбінованим вирубним і витяжним штампом. Верстат, що містить пуансон, притискне кільце 102, кожух 104 та комбінований вирубний і витяжний штамп, часто називають витяжним пресом або витяжним пристроєм, оскільки його застосовують для утворення порожнистих циліндричних деталей із відкритим кінцем, які нагадують чашу. Притискне кільце 102, розкрите в даному документі, зменшує утворення фестонів, що також називається фестоноутворенням, у витягнутій чаші.

Варіанти здійснення притискного кільця 102 згідно з даним винаходом застосовують для утворення подовженої чаші, яку піддають наступним операціям металообробки, таким як стоншення та звуження, і якій надають форму металевої банки або металевого контейнера пляшкової форми. Можуть бути використані різні конфігурації притискного кільця, причому конфігурації можуть базуватися на розмірі та формі частини, що підлягає витяганню, типі матеріалу, використовуваного для заготовки, а також типі застосовуваного способу витягання. У даному документі розкриті деякі необмежувальні ілюстративні варіанти здійснення притискних кілець, які можуть бути застосовані у вузлі 100 притискного кільця.

Як показано на фіг. 18, притискне кільце 102 містить частину 106 у вигляді шийки, частину 108 у вигляді плеча та один або декілька ненаскрізних отворів, утворених у частині 108 у вигляді плеча. У певних варіантах здійснення в ненаскрізний отвір установлена нарізна вставка 110.

Частина 106 у вигляді шийки виконана у формі циліндричного кільця, що виступає з частини 108 у вигляді плеча. Частина 106 у вигляді шийки, частина 108 у вигляді плеча та один або декілька отворів, що містять нарізну вставку 110, виконані з можливістю забезпечення надійної посадки притискного кільця 102 та кожуха 104. Згідно з одним варіантом здійснення кріпильна деталь проходить через відповідний наскрізний отвір 111 у кожусі 104 та входить у нарізне з'єднання з наріззю вставки 110 для прикріплення притискного кільця 102 до кожуха 104. Додатково або замість прикріплення кожуха 104 до притискного кільця 102 із застосуванням нарізної з'єднувальної деталі плече може мати частину у вигляді зворотного конуса, яка може здійснювати посадку натягом із кожухом 104. Для додаткового забезпечення надійного прикріплення притискного кільця 102 до кожуха 104 також може бути застосована клейка речовина. Згідно з одним варіантом здійснення кожух 104 може містити вставки 113, виконані з пружного матеріалу, такого як гума, розташованого навколо зовнішнього периметра кожуха 104.

Пружні вставки 113 слугують як амортизувальні прокладки щодо циліндра витяжного преса, в якому розміщений кожух 104.

Частина 108 у вигляді плеча зазвичай має діаметр, більший від діаметра частини 106 у вигляді шийки. У деяких варіантах здійснення частина 108 у вигляді плеча має діаметр (зовнішній діаметр), який становить приблизно 7 дюймів. Однак слід розуміти, що діаметр частини 108 у вигляді плеча може бути більшим або меншим від 7 дюймів, якщо це необхідно

Зо для вузла штампа. Внутрішня поверхня 112 притискного кільця 102 визначає витяжний отвір 114 для розміщення в ньому пуансона (див. фіг. 7). Витяжний отвір 114 розташований у центрі та має круглу форму. Витяжний отвір 114 може мати діаметр, що приблизно дорівнює 4,5 дюйма в деяких варіантах здійснення. Однак слід розуміти, що витяжний отвір 114 може мати діаметр, більший або менший за 4,5 дюйма. Внутрішня поверхня 112 може мати кругову або кільцеву форму, що приводить до циліндричного витяжного отвору 114. Витяжний отвір 114, однак, може набувати декілька різних форм, включаючи квадратну, прямокутну, довгасту або будь-яку іншу форму.

На фіг. 2 показаний вигляд зверху варіанта здійснення притискного кільця 102, на якому показана затискна поверхня 120, а на фіг. З показаний вигляд у розрізі притискного кільця 102 згідно з одним ілюстративним варіантом здійснення. Як розглянуто вище, притискне кільце 102 має затискну поверхню 120, виконану з можливістю затискання або іншим чином прихоплювання до заготовки, якій надають чашоподібну форму за допомогою способу витягання.

Затискна поверхня 120 притискного кільця 102 містить щонайменше перший круговий ряд канавок 122. У деяких аспектах притискне кільце 102 додатково містить другий круговий ряд канавок 126, третій круговий ряд канавок 128, четвертий круговий ряд канавок 130, п'ятий круговий ряд канавок 132, будь-яке їх поєднання або навіть більше кругових рядів канавок. У деяких аспектах перший круговий ряд канавок 122 є концентричним щодо витяжного отвору 114. У деяких інших аспектах перший, другий, третій, четвертий і п'ятий кругові ряди канавок 122, 126, 128, 130, 132 є концентричними щодо витяжного отвору 114. Перший, другий, третій, четвертий і п'ятий кругові ряди канавок 122, 126, 128, 130, 132 можуть бути розташовані на рівній відстані один від одного вздовж радіального напрямку або можуть мати різні радіальні відстані один від одного.

Кругові ряди канавок утворені шляхом видалення матеріалу із затискної поверхні 120. Між сусідніми в радіальному напрямку канавками розташований гребінь 121. У тій зоні затискної поверхні 120, де утворені канавки, гребені 121 знаходяться в контакті із заготовкою під час витягання. Таким чином, затискальні зусилля, які здійснюють на заготовку, концентруються за допомогою гребенів 121. Було виявлено, що шляхом утворення зон розвантаження шляхом усунення канавок і, таким чином, гребенів 121 у деяких зонах затискної поверхні 120 або бо зменшення канавок та збільшення площі поверхні гребенів 121 зменшуються випадки фестоноутворення під час здійснювання способу витягання. Більш конкретно, якщо напрямок прокату матеріалу заготовки, такого як прокатний алюміній, становить 0/180 градусів, то усунення або зменшення канавок у положенні 40-50 градусів, наприклад 45 градусів, від напрямку прокату зменшує фестоноутворення у витягнутій чаші, оскільки затискальні зусилля більш рівномірно розподілені у цих зонах розвантаження.

Фестоноутворення зазвичай називають "фестонами під кутом 45 градусів", оскільки вони з'являються під кутом приблизно 45 градусів від напрямку прокату, але справжнє місце фестоноутворення для конкретної металевої заготовки може відрізнятися, наприклад, становити 40-50 градусів від напрямку прокату та може не бути точно під кутом 45 градусів від напрямку прокату. Таким чином, передбачено, що зони розвантаження, як показано й описано у всьому даному винаході, розміщені під кутом 40-50 градусів від напрямку прокату.

У деяких аспектах перший, другий, третій, четвертий і п'ятий кругові ряди канавок 122, 126, 128, 130, 132 проходять у притискне кільце 102 на глибину від 0,001 до 0,009 дюйма. У деяких аспектах глибина становить 0,003 дюйма. Ширина першого, другого, третього, четвертого та п'ятого кругових рядів канавок 122, 126, 128, 130, 132 може становити приблизно 0,09 дюйма. У деяких варіантах здійснення ширина першого, другого, третього, четвертого та п'ятого кругових рядів канавок 122, 126, 128, 130, 132 може становити більше або менше за 0,09 дюйма.

Наприклад, ширина може становити від 0,01 до 0,1 дюйма. У деяких інших аспектах кожен із першого, другого, третього, четвертого та п'ятого кругових рядів канавок 122, 126, 128, 130, 132 має діаметр від 5 до 7 дюймів. В одному варіанті здійснення перший круговий ряд канавок 122 має діаметр приблизно 5,2 дюйма, другий круговий ряд канавок 126 має діаметр приблизно 5,5 дюйма, третій круговий ряд канавок 128 має діаметр приблизно 5,9, четвертий круговий ряд канавок 130 має діаметр приблизно 6,3 та п'ятий круговий ряд канавок 132 має діаметр приблизно 6,7 дюйма.

Кожен круговий ряд канавок може складатися з однієї безперервної канавки або бути поділений на декілька сегментів або окремих канавок. Як показано на фіг. 2 та згідно з ілюстративним необмежувальним варіантом здійснення, перший, другий, третій, четвертий і п'ятий кругові ряди канавок 122, 126, 128, 130, 132 поділені на перший сегмент 134, другий сегмент 136, третій сегмент 138 та четвертий сегмент 140, де кожен сегмент відокремлений від

Зо сусіднього сегмента зоною розвантаження, яка перериває або іншим чином ділить надвоє або розділяє круговий ряд канавок.

Кожен із сегментів 134, 136, 138 і 140 є сегментом концентрування зусиль, оскільки дугоподібні канавки в кожному сегменті утворюють гребені 121, які концентрують затискальне зусилля в зоні заготовки в контакті із сегментами 134, 136, 138 та 140 концентрування зусиль.

Гребені 121 не виступають над поверхнею затискної поверхні, так що вони можуть бути більш точно описані як ділянки 121 концентрування зусиль, розташовані між сусідніми розташованими на відстані одна від одної в радіальному напрямку дугоподібними канавками. Наприклад, ділянка 121 концентрування зусиль розміщена між першою дугоподібною канавкою 122 та розташованою на відстані в радіальному напрямку другою дугоподібною канавкою 126 у кожному сегменті концентрування зусиль.

Зони розвантаження або сегменти розподілу зусиль, такі як щонайменше одна зона 142 розвантаження, розташовані між сегментами або в круговому ряду канавок. У деяких аспектах наявні декілька зон розвантаження. Як показано на фіг. 2, перша зона 142 розвантаження розташована між першим сегментом канавок 134 та другим сегментом канавок 136, друга зона 144 розвантаження розташована між другим сегментом канавок 136 та третім сегментом канавок 138, третя зона 146 розвантаження розташована між третім сегментом канавок і четвертим сегментом канавок 140, і четверта зона 148 розвантаження розташована між четвертим сегментом канавок 140 і першим сегментом канавок 134. У даному варіанті здійснення зони 142, 144, 146, 148 розвантаження лежать в одній площині з гребенями 121.

Інакше кажучи, у зонах 142, 144, 146, 148 розвантаження нема жодної канавки або паза в затискній поверхні 120.

Перша зона 142 розвантаження, друга зона 144 розвантаження, третя зона 146 розвантаження та четверта зона 148 розвантаження в деяких аспектах розташовані на рівній відстані одна від одної. В ілюстративному варіанті здійснення перша, друга, третя та четверта зони 142, 144, 146, 148 розвантаження розташовані зі зміщенням 40-50 градусів, наприклад зі зміщенням 45 градусів, від напрямку прокату алюмінію, який становить 0/180 градусів. Таким чином, зона 142 розвантаження показана з центром під кутом 45 градусів, друга зона 144 розвантаження показана з центром під кутом 135 градусів, третя зона 146 розвантаження показана з центром під кутом 225 градусів, та четверта зона розвантаження показана з центром бо під кутом 315 градусів. Однак у даному винаході розглянуті перша зона 142 розвантаження,

розташована під кутом 40-50 градусів, друга зона 144 розвантаження, розташована під кутом 130-140 градусів, третя зона 146 розвантаження, розташована під кутом 220-230 градусів, та четверта зона 148 розвантаження, розташована під кутом 310-320 градусів. Кожна з першої, другої, третьої та четвертої зон 142, 144, 146, 148 розвантаження може становити від 10 до 20 градусів у ширину. В ілюстративному варіанті здійснення перша, друга, третя та четверта зони 142, 144, 146, 148 розвантаження становлять приблизно 15 градусів у ширину. Відповідно, простір між сегментами 134, 136, 138, 140 першого ряду канавок 122 менший, ніж простір між сегментами 134, 136, 138, 140 канавок 132 п'ятого ряду. Зони розвантаження в підсумку зменшують висоту та стягування цих фестонів у витягуваному матеріалі шляхом зменшення або більш рівномірного розподілу затискальних зусиль у ділянках заготовки, що відповідають зонам 142, 144, 146 та 148 розвантаження, що також називаються сегментами розподілу зусиль, притискного кільця 102.

На фіг. 4 тепер представлений інший варіант здійснення притискного кільця 202. На фіг. 4 показаний вигляд зверху притискного кільця 202, на якому показана затискна поверхня 220.

Притискне кільце 202 використовується з витяжним пресом та є прикріпленим до кожуха, як описано вище щодо фіг. ТА-3. Притискне кільце 202 також містить такі ж ознаки, як описано вище щодо фіг. ТА-3, що дозволяють притискному кільцю 202 кріпитися до кожуха 104. Різниця між притискним кільцем 202 та притискним кільцем 102 полягає в ознаках затискної поверхні 220 і більш конкретно зони розвантаження затискної поверхні, як описано докладніше нижче.

Затискна поверхня 220 притискного кільця 202 містить щонайменше перший круговий ряд канавок 222. У деяких аспектах притискне кільце 202 додатково містить другий круговий ряд канавок 226, третій круговий ряд канавок 228, четвертий круговий ряд канавок 230, п'ятий круговий ряд канавок 232, будь-яке їх поєднання або навіть більше кругових рядів канавок.

Кожен круговий ряд канавок розташований на відстані в радіальному напрямку від сусіднього кругового ряду канавок. Канавки 222, 226, 228, 230, 232 першого, другого, третього, четвертого та п'ятого кругових рядів можуть бути розташовані на рівній відстані одна від одної вздовж радіального напрямку або можуть мати різні радіальні відстані одна від одної. У деяких аспектах перший, другий, третій, четвертий та п'ятий кругові ряди канавок 222, 226, 228, 230, 232 є концентричними щодо витяжного отвору 214.

Зо Кругові канавки утворені шляхом видалення матеріалу із затискної поверхні 220 таким чином, що гребінь 221 або ділянка 221 концентрування зусиль розташовані між сусідніми в радіальному напрямку канавками. У тій зоні затискної поверхні 220, де утворені канавки, гребені 221 знаходяться в контакті із заготовкою під час витягання. Таким чином, затискальні зусилля, які здійснюють на заготовку, концентруються за допомогою гребенів 221. Було виявлено, що шляхом утворення зон розвантаження шляхом зменшення радіальної ширини та необов'язково глибини канавок і, таким чином, збільшення площі поверхні гребенів 223 у певних зонах затискної поверхні 220 випадки фестоноутворення також зменшуються.

У деяких аспектах перший, другий, третій, четвертий і п'ятий кругові ряди канавок 222, 226, 228, 230, 232 проходять у притискне кільце 202 на глибину від 0,001 до 0,009 дюйма. У деяких аспектах глибина становить 0,003 дюйма. Ширина першого, другого, третього, четвертого та п'ятого кругових рядів канавок 222, 226, 228, 230, 232 може становити приблизно 0,09 дюйма. У деяких варіантах здійснення ширина першого, другого, третього, четвертого та п'ятого кругових рядів канавок 222, 226, 228, 230, 232 може становити більше або менше за 0,09 дюйма.

Наприклад, ширина може становити від 0,01 до 0,1 дюйма. У деяких інших аспектах перший, другий, третій, четвертий і п'ятий кругові ряди канавок 222, 226, 228, 230, 232 мають діаметр від 5 до 7 дюймів. В одному варіанті здійснення перший круговий ряд канавок 222 має діаметр приблизно 5,2 дюйма, другий круговий ряд канавок 226 має діаметр приблизно 5,5 дюйма, третій круговий ряд канавок 228 має діаметр приблизно 5,9 дюйма, четвертий круговий ряд канавок 230 має діаметр приблизно 6,3 дюйма, та п'ятий круговий ряд канавок 232 має діаметр

БО приблизно 6,7 дюйма.

Кожен круговий ряд канавок може складатися з однієї безперервної канавки, яка поділена на декілька сегментів з однією або декількома зонами розвантаження, розташованими між ними по колу. В ілюстративному варіанті здійснення перший, другий, третій, четвертий і п'ятий кругові ряди канавок 222, 226, 228, 230, 232 поділені на перший сегмент 234, другий сегмент 236, третій сегмент 238 і четвертий сегмент 240.

Кожен із сегментів 234, 236, 238 і 240 є сегментом концентрування зусиль, оскільки дугоподібні канавки в кожному сегменті утворюють гребені 221, які концентрують затискальне зусилля в зоні заготовки в контакті із сегментами 234, 236, 238 та 240 концентрування зусиль.

Гребені 221 не виступають над поверхнею затискної поверхні, так що вони можуть бути більш бо точно описані як ділянки 221 концентрування зусиль, розташовані між сусідніми розташованими на відстані одна від одної в радіальному напрямку дугоподібними канавками. Наприклад, ділянка 221 концентрування зусиль розміщена між першою дугоподібною канавкою 222 та розташованою на відстані в радіальному напрямку другою дугоподібною канавкою 226 у кожному сегменті концентрування зусиль.

Щонайменше одна зона розвантаження перериває або іншим чином розділяє сегменти.

Зони розвантаження розташовані між сегментами або в рядах канавок. У деяких аспектах наявні декілька зон розвантаження. Як показано, наявні перша зона 242 розвантаження, розташована між першим сегментом канавок 234 та другим сегментом канавок 236, друга зона 244 розвантаження, розташована між другим сегментом канавок 236 і третім сегментом канавок 238, третя зона 246 розвантаження, розташована між третім сегментом канавок 238 і четвертим сегментом канавок 240, та четверта зона 248 розвантаження, розташована між четвертим сегментом канавок 240 та першим сегментом канавок 234.

В ілюстративному варіанті здійснення перша, друга, третя та четверта зони 242, 244, 246, 248 розвантаження являють собою канавки, які з'єднують два відповідних сегменти канавок.

Перша зона 242 розвантаження містить канавки, які розташовані між першим сегментом канавок 234 та другим сегментом канавок 236 та з'єднують їх. Друга зона 244 розвантаження містить канавки, які розташовані між другим сегментом канавок 236 і третім сегментом канавок 238 та з'єднують їх. Третя зона 246 розвантаження містить канавки, які розташовані між третім сегментом канавок 238 і четвертим сегментом канавок 240 та з'єднують їх. Четверта зона 248 розвантаження містить канавки, які розташовані між четвертим сегментом канавок 240 і першим сегментом канавок 234 та з'єднують їх.

Канавки першої, другої, третьої та четвертої зон 242, 244, 246, 248 розвантаження можуть мати глибину приблизно 0,001 дюйма та ширину приблизно 0,05 дюйма. Слід розуміти, що глибина може бути більшою або меншою за 0,001 дюйма, а ширина може бути більшою або меншою за 0,05 дюйма. Глибина та ширина канавок, що містять першу, другу, третю та четверту зони 242, 244, 246, 248 розвантаження, менші за розміром, ніж глибина та ширина канавок 222, 226, 228, 230, 232 першого, другого, третього, четвертого та п'ятого рядів.

Перша, друга, третя та четверта зони 242, 244, 246, 248 розвантаження в деяких аспектах розташовані на рівній відстані одна від одної. В ілюстративному варіанті здійснення центр кожної з першої, другої, третьої та четвертої зон 242, 244, 246, 248 розвантаження розташований під кутом 45 градусів, 135 градусів, 225 градусів та 315 градусів, як показано.

Однак у даному винаході розглянуті перша зона 242 розвантаження, розташована під кутом 40-- 50 градусів, друга зона 244 розвантаження, розташована під кутом 130-140 градусів, третя зона 246 розвантаження, розташована під кутом 220-230 градусів, та четверта зона 248 розвантаження, розташована під кутом 310-320 градусів. Кожна з першої, другої, третьої та четвертої зон 242, 244, 246, 248 розвантаження може становити від 10 до 20 градусів у ширину.

У деяких аспектах вони можуть становити 15 градусів у ширину.

Згідно з ідеєю даного винаходу зони 242, 244, 246, 248 розвантаження зменшують фестоноутворення у витягнутій чаші, оскільки вони більш рівномірно розподіляють зусилля захоплювання під час затискання заготовки, ніж сегменти 234, 236, 238 та 240 канавок. Зони розвантаження включають більш вузькі (менші за радіальною шириною) та необов'язково менш глибокі канавки, які розташовані на більшій відстані від сусідніх у радіальному напрямку дугоподібних канавок, ніж дугоподібні канавки сегментів 234, 236, 238 та 240 концентрування зусиль, що збільшує площу поверхні гребенів 223, утворених канавками. Гребені 223 являють собою поверхні, які контактують із заготовкою під час затискання, та збільшення площі поверхні гребенів 223 знижує концентрацію зусиль та більш рівномірно розподіляє затискальні зусилля в місцях заготовки, пов'язаних із фестоноутворенням.

На фіг. 5 тепер представлений інший варіант здійснення притискного кільця 302. На фіг. 5 показаний вигляд зверху притискного кільця 302, на якому показана затискна поверхня 320.

Притискне кільце 302 використовується з витяжним пресом та є прикріпленим до кожуха, як описано вище щодо фіг. ТА-3. Притискне кільце 302 також містить такі ж ознаки, як описано вище щодо фіг. ТА-3, що дозволяють притискному кільцю 302 кріпитися до кожуха 104. Різниця між притискним кільцем 302 та притискним кільцем 102 полягає в ознаках затискної поверхні 320 і, більш конкретно, зони розвантаження затискної поверхні 320, як описано докладніше нижче.

Подібно до інших розкритих варіантів здійснення, притискне кільце 302 містить декілька розташованих на відстані одна від одної в радіальному напрямку кругових канавок та декілька зон розвантаження, утворених шляхом видалення матеріалу із затискної поверхні у пов'язаних із фестоноутворенням місцях металевого листа, що має напрямок прокату під кутом 0/180 бо градусів. Притискне кільце 302 має затискну поверхню 320, виконану з можливістю затискання або іншим чином прихоплювання до заготовки, якій надають чашоподібну форму за допомогою способу витягання. Затискна поверхня 320 притискного кільця 302 містить щонайменше першу кругову канавку 322. У деяких аспектах притискне кільце 302 додатково містить другу кругову канавку 326 або більше ніж дві кругові канавки, наприклад, чотири або п'ять кругових канавок.

Затискна поверхня 320 додатково містить щонайменше одну зону 324 розвантаження, яка перериває або іншим чином ділить навпіл або розділяє першу кругову канавку 322. Зона 324 розвантаження являє собою зону затискної поверхні 320, де матеріал був видалений з утворенням заглибини в затискній поверхні 320. Поверхня дна заглибини являє собою увігнуту, конічну поверхню, яка загалом має форму, що відповідає утворюваному фестону, який можуть створювати традиційні притискні кільця. Зона розвантаження звужується зі збільшенням глибини у міру того, як вона проходить до внутрішньої поверхні 312. У даному варіанті здійснення щонайменше одна зона 324 розвантаження проходить від внутрішньої поверхні 312 та в першу кругову канавку 324. Щонайменше одна зона 324 розвантаження утворена шляхом видалення матеріалу з утворенням заглибини в затискній поверхні 320. У показаному варіанті здійснення наявні чотири зони розвантаження, кожна з центром, розташованим зі зміщенням 45 градусів від напрямку прокату металу, наприклад, прокатного алюмінію. Однак у даному винаході розглянуті зони 324 розвантаження, розташовані під кутом 40-50 градусів, 130-140 градусів, 220-230 градусів та 310-320 градусів. Кожна із зон 324 розвантаження розташована на рівній відстані від інших під кутом приблизно 90 градусів.

Подібно до варіантів здійснення, описаних вище, гребінь 321 розміщений між кожною розташованою на відстані в радіальному напрямку канавкою, причому гребінь 321 забезпечує контактну поверхню, яка передає затискальне зусилля заготовці з металу, наприклад алюмінію.

У зонах без розвантаження гребені 321 концентрують затискальне зусилля та обмежують місце прикладання затискального зусилля пропорційно площі поверхні гребенів 321. На відміну від цього зони 324 розвантаження розвантажують затискальне зусилля в даній конкретній зоні, пов'язаній із фестоноутворенням. Під час використання притискного кільця 302 у витяжному пресі, коли заготовку штампують, її охоплюють гребенями 321. У міру того, як пуансон продовжує утворювати чашоподібну форму, і чаша стає більш глибокою, і зміщення пуансона наближається до свого максимуму, гребені 321 відпускають своє відповідне захоплення, коли

Зо заготовка зазвичай затікає в порожнину штампа. На цьому етапі способу витягання частини затискної поверхні 320, які інакше продовжили б захоплювати частини заготовки, які найбільш імовірно утворювали б фестони, замінюються зонами 324 розвантаження, що зменшують фестоноутворення у витягнутій чаші.

Згідно з варіантом здійснення, показаним на фіг. 5, кругові канавки розміщені близько до центру притискного кільця 302 таким чином, що кругові канавки розміщені в напрямку внутрішньої окружної частини затискної поверхні 320, так що кругові канавки безпосередньо прилягають до внутрішньої поверхні 312.

На фіг. 6 показана затискна поверхня 420 варіанта здійснення притискного кільця 402.

Притискне кільце 402 включає такі ж ознаки, що і притискне кільце 302, показане на фіг. 5, за винятком положення концентричних кругових канавок. Згідно з одним варіантом здійснення притискне кільце 402 містить чотири концентричні кругові канавки, розміщені далеко в радіальному напрямку від центру притискного кільця 402 на затискній поверхні 420. Згідно з даним варіантом здійснення зони 424 розвантаження розташовані, утворені та мають форму, як описано вище щодо фіг. 5, але зони 424 розвантаження знаходяться ближче до центру в радіальному напрямку відносно кругових канавок, так що зони 424 розвантаження не перетинають кругові канавки.

Подібно до варіантів здійснення, описаних вище, гребінь 421 розміщений між кожною розташованою на відстані в радіальному напрямку канавкою, причому гребінь 421 забезпечує контактну поверхню, яка передає затискальне зусилля заготовці з металу, наприклад алюмінію.

У зонах без розвантаження гребені 421 концентрують затискальне зусилля та обмежують місце прикладання затискального зусилля пропорційно площі поверхні гребенів 421. На відміну від цього зони 424 розвантаження розвантажують затискальне зусилля в даній конкретній зоні, пов'язаній із фестоноутворенням. Під час використання притискного кільця 402 у витяжному пресі, коли заготовку штампують, її охоплюють гребенями 421. У міру того, як пуансон продовжує утворювати чашоподібну форму, і чаша стає більш глибокою, і зміщення пуансона наближається до свого максимуму, гребені 421 відпускають своє відповідне захоплення, коли заготовка зазвичай затікає в порожнину штампа. На цьому етапі способу витягання частини затискної поверхні 420, які інакше продовжили б захоплювати частини заготовки, які найбільш імовірно утворювали б фестони, замінюються зонами 424 розвантаження, що зменшують бо фестоноутворення у витягнутій чаші.

Затискна поверхня 420 притискного кільця 402 містить щонайменше першу кругову канавку 422. У деяких аспектах притискне кільце 402 додатково містить другу кругову канавку 426, третю кругову канавку 428, четверту кругову канавку 430, будь-яке їх поєднання або навіть більше кругових канавок. Кругові канавки 422, 426, 428, 430 проходять у притискне кільце 402 на глибину від 0,001 до 0,009 дюйма. У деяких аспектах глибина становить 0,003 дюйма. Ширина першої, другої, третьої та четвертої кругових канавок 422, 426, 428, 430 може становити приблизно 0,09 дюйма в деяких варіантах здійснення, при цьому ширина першої, другої, третьої та четвертої кругових канавок 422, 426, 428, 430 може бути більше або менше за 0,09 дюйма.

Наприклад, ширина може становити від 0,01 до 0,1 дюйма. У деяких інших аспектах перша, друга, третя та четверта кругові канавки 422, 426, 428, 430 мають діаметр від п'яти до семи дюймів. В одному варіанті здійснення перша кругова канавка 422 має діаметр приблизно 5,6 дюйма, друга кругова канавка 426 має діаметр приблизно 5,9 дюйма, третя кругова канавка 428 має діаметр приблизно 6,3 дюйма та канавки 430 четвертого ряду мають діаметр приблизно 6,7 дюйма.

Зазвичай перша, друга, третя та четверта кругові канавки 422, 426, 428, 430 являють собою безперервні канавки, які не порушені зоною розвантаження, як це загалом наявне в попередніх варіантах здійснення. Подібно до інших розкритих варіантів здійснення, притискне кільце 402 містить декілька розташованих на відстані одна від одної в радіальному напрямку кругових канавок та декілька зон розвантаження, утворених шляхом видалення матеріалу із затискної поверхні у пов'язаних із фестоноутворенням місцях металевого листа, що має напрямок прокату під кутом 0/180 градусів.

Зона 424 розвантаження є зоною затискної поверхні 420, де матеріал був видалений з утворенням по суті увігнутої, конічної поверхні, що загалом має форму, яка відповідає утворюваному фестону, який можуть створювати традиційні притискні кільця. Зона 424 розвантаження містить поверхню дна, яка звужується зі збільшенням глибини у міру того, як вона проходить до внутрішньої поверхні 412. У даному варіанті здійснення щонайменше одна зона 424 розвантаження проходить від внутрішньої поверхні 412, але не перетинає першу кругову канавку 422. Щонайменше одна зона 424 розвантаження проходить у затискну поверхню 420 притискного кільця 402. У показаному варіанті здійснення наявні чотири зони

Зо розвантаження, центр яких розташований зі зміщенням 45 градусів від напрямку прокату металу, наприклад прокатного алюмінію. Однак у даному винаході розглянуті зони 424 розвантаження, розташовані під кутом 40-50 градусів, 130-140 градусів, 220-230 градусів та 310-320 градусів. Кожна із зон 424 розвантаження розташована на рівній відстані від інших під кутом 90 градусів.

Робиться посилання на фіг. 7, на якій показаний витяжний прес або витяжний пристрій 500 із частинами, показаними у вигляді в розрізі, що містять вузол притискного кільця, який містить кожух 104 та один із варіантів здійснення притискного кільця 102, 202, 302, 402, наприклад притискне кільце 102, розкрите в даному документі. Під час експлуатації листовий метал, наприклад прокатний алюміній, подають через витяжний пристрій 500 для надання чашоподібної форми за допомогою способу витягання. Після витримування металевий лист у витяжному пристрої 500 затискають між притискним кільцем 102 та комбінованим вирубним і витяжним штампом 502, щоб утримувати металевий лист на місці для наступних операцій обробки. Конкретно затискна поверхня 120 (або 220, 320, 420), як описано в декількох альтернативних варіантах здійснення даного винаходу, контактує з листовим металом для передавання затискального зусилля листовому металу. Потім різальний пристрій 504 для заготовки зміщується для обрізання та відрізання матеріалу з утворенням по суті круглої заготовки 506 із листового металу. Згідно з альтернативними варіантами здійснення заготовка може мати форму, відмінну від круглої.

Після утворення заготовки 506 заготовку продовжують затискати між притискним кільцем 102 та комбінованим вирубним і витяжним штампом 502, та затискна поверхня 120 продовжує передавати затискальне зусилля. Тобто гребені 121 (або 221, 321, або 421), що прилягають до кругових канавок, утворених у затискній поверхні 120, контактують із заготовкою 506. Коли заготовка 506 затиснена, пуансон 508 зміщується та проштовхує заготовку 506 у порожнину 510, де заготовці 506 надають форму між пуансоном 508 та комбінованим вирубним і витяжним штампом 502. У міру того, як пуансон 508 наближається до повного зміщення, зони 124 або 224 розвантаження, як указано в даному документі, більш рівномірно розподіляють затискальне зусилля по частинах заготовки 506, що найбільш схильні до фестоноутворення, які здебільшого зміщені на 45 градусів від напрямку прокату. Згідно з альтернативним варіантом здійснення, показаним та описаним щодо фіг. 5 та 6, зони 324 та 424 розвантаження знімають затискальне бо зусилля в частинах заготовки 506, що найбільш схильні до фестоноутворення.

Матеріал, використовуваний для утворення заготовки, є здебільшого анізотропним матеріалом, що має відмінності в механічних властивостях листового металу залежно від напрямку. У деяких матеріалах фестони утворюються під кутом приблизно 45 градусів від напрямку прокату листа. Ці фестони являють собою останній матеріал, що залишається затисненим у процесі витягання. У цей час усі затискальні зусилля концентруються на цих фестонах і можуть призвести до того, що вони стануть стягнутими або стоншеними. Притискні кільця затиснені або прихоплені до заготовки таким чином, що зони розвантаження розташовані зі зміщенням приблизно 45 градусів від напрямку прокату, такого як напрямок прокату під кутом 0/180 градусів. Ці зони відповідають місцям фестонів. Зони розвантаження зменшують висоту та стягування фестонів у витягуваному матеріалі шляхом зменшення або більш рівномірного розподілу затискальних зусиль у цих ділянках.

У вищенаведеному описі конкретних варіантів здійснення конкретна термінологія була вибрана для ясності. Проте передбачається, що даний винахід не обмежується вибраними конкретними термінами, і слід розуміти, що кожний конкретний термін включає інші технічні еквіваленти, що функціонують подібним чином для досягнення подібної технічної мети.

У даному технічному описі слово "що містить" необхідно розуміти в його "відкритому" значенні, тобто в значенні "що включає", і, таким чином, не обмеженим його "закритим" значенням, тобто значенням "що складається тільки з". Відповідне значення має бути надано відповідним словам "містити", "містив" і "містить" там, де вони зустрічаються.

Крім цього, вище описані тільки деякі варіанти здійснення винаходу (винаходів), та в них можуть бути внесені заміни, модифікації, доповнення та/або зміни в межах обсягу та ідеї описаних варіантів здійснення, при цьому дані варіанти здійснення надані для наочності, але не обмеження.

Крім цього, винахід (винаходи) були описані в комбінації з варіантами здійснення, які на сьогодні вважаються найбільш практичними та переважними, і слід розуміти, що даний винахід не повинний обмежуватися описаними варіантами здійснення, а навпаки, повинен охоплювати різні модифікації й еквівалентні конструкції, що перебувають у межах обсягу й ідеї винаходу (винаходів). Також різні варіанти здійснення, описані вище, можуть бути реалізовані в комбінації з іншими варіантами здійснення, наприклад, аспекти одного варіанта здійснення можуть

Зо поєднуватися з аспектами іншого варіанта здійснення для реалізації інших варіантів здійснення.

Додатково кожна незалежна ознака або компонент будь-якого даного вузла може являти собою додатковий варіант здійснення.

Claims (15)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Притискне кільце для витяжного преса, яке містить: внутрішню поверхню, що визначає витяжний отвір, виконаний із можливістю розміщення в ньому пуансона; затискну поверхню, що має перший сегмент концентрування зусиль, відокремлений по колу зоною розвантаження від другого сегмента концентрування зусиль, причому кожен із сегментів концентрування зусиль містить першу дугоподібну канавку, яка розташована на першій відстані в радіальному напрямку від сусідньої другої дугоподібної канавки, при цьому зона розвантаження має першу дугоподібну канавку, яка розташована на другій відстані в радіальному напрямку від сусідньої другої дугоподібної канавки, причому друга відстань більша від першої відстані.

2. Притискне кільце за п. 1, яке відрізняється тим, що перша радіальна ширина дугоподібних канавок сегментів концентрування зусиль більша, ніж друга радіальна ширина дугоподібних канавок зони розвантаження.

З. Притискне кільце за п. 1, яке відрізняється тим, що зона розвантаження має окружну ширину від 10 до 20 градусів.

4. Притискне кільце за п. 1, яке відрізняється тим, що затискна поверхня додатково містить третій і четвертий сегменти концентрування зусиль, причому кожен сегмент концентрування зусиль відокремлений по колу від сусіднього сегмента концентрування зусиль зоною розвантаження.

5. Притискне кільце для витяжного преса, яке містить: внутрішню поверхню, що визначає витяжний отвір, виконаний із можливістю розміщення в ньому пуансона; затискну поверхню, виконану з можливістю утримання заготовки матеріалу, якій надають чашоподібну форму, при цьому затискна поверхня містить декілька кругових канавок, при цьому 60 кожна канавка є концентричною відносно витяжного отвору, та декілька зон розвантаження,

кожна з яких визначена заглибиною в затискній поверхні, розміщених поблизу внутрішньої поверхні.

6. Притискне кільце за п. 5, яке відрізняється тим, що декілька зон розвантаження містять чотири зони розвантаження, розташовані по колу на однаковій відстані одна від одної.

1. Притискне кільце за п. 6, яке відрізняється тим, що кожна зона розвантаження розташована на відстані приблизно 90 градусів від сусідньої по колу зони розвантаження.

8. Притискне кільце за п. 5, яке відрізняється тим, що поверхня дна кожної зони розвантаження є увігнутою та конічною для збільшення глибини в напрямку внутрішньої поверхні.

9. Притискне кільце за п. 5, яке відрізняється тим, що кожна зона розвантаження ділить навпіл щонайменше одну з декількох кругових канавок.

10. Притискне кільце за п. 5, яке відрізняється тим, що кожна зона розвантаження не перетинає жодну з декількох кругових канавок.

11. Притискне кільце за п. 5, яке відрізняється тим, що внутрішня поверхня є циліндричною, а затискна поверхня є круглою.

12. Спосіб зменшення фестоноутворення при витягуванні чаші на витяжному пресі, що включає: розташування листа металу між притискним кільцем за будь-яким із пп. 1-11 ії комбінованим вирубним і витяжним штампом; затискання листа металу між притискним кільцем і комбінованим вирубним і витяжним штампом шляхом забезпечення контакту затискної поверхні притискного кільця з частиною листа металу, причому затискна поверхня має чотири сегменти концентрування зусиль, кожен з яких розташований по колу на однаковій відстані від сусіднього сегмента концентрування зусиль, причому кожен сегмент концентрування зусиль містить першу дугоподібну канавку та другу дугоподібну канавку, яка розміщена концентрично та розташована на відстані в радіальному напрямку від першої дугоподібної канавки; обрізання листа металу зі створенням заготовки, що має форму диска; і спрямування пуансона для зміщення частини заготовки в порожнину штампа та надання заготовці між пуансоном і комбінованим вирубним і витяжним штампом чашоподібної форми.

13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що лист металу є анізотропним і має напрямок Зо прокату.

14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що кожна із зон між сусідніми сегментами концентрування зусиль зміщена на 45 градусів від напрямку прокату.

15. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що лист металу містить алюміній.