WO2019022634A1 - Способ формообразования листовой заготовки и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ формообразования листовой заготовки и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2019022634A1
WO2019022634A1 PCT/RU2017/000632 RU2017000632W WO2019022634A1 WO 2019022634 A1 WO2019022634 A1 WO 2019022634A1 RU 2017000632 W RU2017000632 W RU 2017000632W WO 2019022634 A1 WO2019022634 A1 WO 2019022634A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
rod
housing
clamping device
ring
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000632
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ринат Музахитович ГИЛЬФАНОВ
Сергей Николаевич КНЯЗЕВ
Петр Валентинович ТРУСОВ
Антон Юрьевич ЯНЦ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Самер" (Ооо "Самер")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Самер" (Ооо "Самер") filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Самер" (Ооо "Самер")
Priority to CN201780013464.8A priority Critical patent/CN109641256A/zh
Priority to EP17894656.2A priority patent/EP3453468A4/en
Priority to KR1020187026400A priority patent/KR20200034916A/ko
Publication of WO2019022634A1 publication Critical patent/WO2019022634A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/04—Blank holders; Mounting means therefor
    • B21D24/08—Pneumatically or hydraulically loaded blank holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/04—Blank holders; Mounting means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/10—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies
    • B21D24/14—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies pneumatically or hydraulically

Definitions

  • the invention relates to mechanical engineering, in particular to the processing of metals by pressure, and can be used in stamping dies for controlling local efforts according to a given algorithm.
  • a known method of stamping a box from a sheet blank on a single-action press (RF patent for invention N ° 2527820, publ. September 10, 2014, bul. JN ° 25), which includes placing the blank in an extrusion die, pressing the blank flange by pressing the pressing surface matrices and the hood of the box by drawing in the flange of the workpiece into the gap between the punch and the die to form the wall of the box using a punch and die, the contours of which in the plan correspond to the contour of the wall of the box in plan with regard to the thickness of this wall after stretching and in the bottom of the box one or more holes, characterized in that pre-made sheet blank with punched holes located in places corresponding to dangerous sections in the process of drawing and located opposite the corner curves of the minimum radius of curvature of the box wall in the plan.
  • the disadvantage of this method is the low quality of the parts, as in the box-like parts are technological holes.
  • stamps for the implementation of each operation of this method of drawing contain the following main working parts: punch, die and clamp.
  • the punch is fixed on the fixed lower plate of the stamp, and the matrix on the movable upper plate.
  • Inside the die is an ejector of a stamped semi-finished product, acting from pusher using a stamp device or press.
  • the clamp through the pushers rests on the press pad or the stamp buffer, which provides the necessary force to press the flange of the sheet blank and push the inclined wall of the previous semi-finished product into the die matrix to extract the next semi-finished product.
  • the disadvantage of the described method is limited technological capabilities associated with the need to use at each technological transition of new technological equipment, which also needs to be replaced when changing manufactured parts.
  • a prior art device for controlling the load of a pillow and a pressing machine comprising a device for controlling the load of a pillow (RF patent for invention ⁇ »2401742, publ. 04/10/2010, bull. N ° 10), containing a pillow located under the press slider.
  • the control device contains a hydraulic cylinder that forms a die cushion, a hydraulic control valve connected to it, a hydraulic source, an opening degree control unit, a die cushion lowering speed determination unit, a signal correction unit.
  • the objective of the proposed technical solution is to increase the technological capabilities of the sheet punching process and the accuracy of the parts produced, as well as the possibility of its use on universal equipment.
  • a differentiated clamping device is installed in the die, which during the shaping of the workpiece ensures control of the flow and movement of the metal from the periphery to the zone of the deformation zone by controlling local forces.
  • Differentiated clamping device characterized in that the clamp is made of sectors fixed on the plate, and each sector of the clamp is equipped with a hydraulic device for transmitting forces according to a given algorithm.
  • the differentiated clamping device includes a hydraulic device for transmitting forces according to a given algorithm, includes a housing, a piston rod, rings with an internal surface of variable cross section, which with a peripheral surface of the piston form a gap that changes as the piston moves relative to the housing.
  • the differential clamping device may contain a hydraulic device for transmitting force according to a given algorithm, which consists of a housing, a rod with a piston, a rod is made hollow with radial holes, and a movable ring is installed on the piston, which has the ability to block the holes in the piston; an axial section of variable cross section is installed in the housing, one end of which is made in the form of a piston located in the cavity of the rod; , changing when moving a hollow rod with a piston and a ring relative to the axis.
  • a hydraulic device for transmitting force according to a given algorithm which consists of a housing, a rod with a piston, a rod is made hollow with radial holes, and a movable ring is installed on the piston, which has the ability to block the holes in the piston; an axial section of variable cross section is installed in the housing, one end of which is made in the form of a piston located in the cavity of the rod; , changing when moving a hollow rod with a piston
  • FIG. 1 shows the stamp sheet stamping with a differentiated clamping device
  • figure 2 stamp sheet punching with a differentiated clamping device, section AA
  • FIG. 3 shows a hydraulic device for transmitting force according to a predetermined algorithm in the first embodiment
  • figure 4 - hydraulic device for the transmission of forces for a given algorithm according to the second variant
  • figure 5 - stamp sheet stamping with a differentiated clamping device at the beginning of the process of forming
  • figure 6 - hydraulic device for the transmission of forces according to a given algorithm in the first embodiment at the beginning of the shaping process
  • figure 7 hydraulic device for the transmission of forces according to a given algorithm according to the second variant at the beginning of the shaping process
  • figure 9 for the transmission of forces for a given algorithm according to the first embodiment in the process of shaping
  • figure 10 hydraulic device for transmitting force according to a given algorithm according to the second variant in
  • a differential clamping device 5 consisting of several hydraulic devices 6 transmission of power according to a given algorithm and clamp 7.
  • Hydraulic device 6 transmission of force according to a given algorithm includes a housing 8, a rod 9, one end of which is fixed to the ver It plate 1 and the other is designed as a piston 10.
  • rings 11 which have a variable inner surface section 12. Between the peripheral surface of the piston 10 and the inner surface 12 of variable section rings 11 has a gap ⁇ .
  • a cover 13 is installed on the end surface of the housing.
  • a spring ring 14 is placed, limiting the stroke of the air piston 15 with sealing rings 16 installed between the housing 8 and the rod 9.
  • a spring 17 is installed between the air piston 15 and the cover 13 transferring the load according to a given algorithm, which contains a hollow rod 18 with radial holes 19, which can move along an axis of variable section 20, one end of which is made in the form of a piston 21 with seals 22, and the second through a threaded connection 23 is fixed in the housing 8.
  • the rod 18 has a piston 24 with holes 25 around its perimeter and sealed with rings 26. At one end of the piston 24 there is a ring 27.
  • the ring 27 together with the holes 25 and spring ring 28 installed in the piston 24, forms a check valve.
  • the clamp 7 consists of separate sectors 29 rigidly mounted on a common steel plate 30 to which the housings 8 of the hydraulic devices 6 for transmitting power are attached according to a predetermined algorithm. When this case 8 are located opposite the respective sectors 29.
  • Standard sheet metal punching technology involves the use of gas or mechanical springs, with local efforts being transferred to a rigid clamp.
  • the magnitude of the clamping force is chosen from the calculation, ensuring the flow of metal in the places of dislocation of maximum internal stresses at the initial moment of shaping and extends to the entire surface of the contact of the clamp with the part.
  • the force increases and does not depend on the value required for the optimal shaping process. In this case, such defects as excessive thinning up to rupture, or thickening up to wrinkling may occur.
  • the differential pressure device 5 clamps the workpiece with the calculated forces provided by the force transfer devices 6 according to a predetermined algorithm.
  • the magnitude of the force on each of the sectors 29 is different and corresponds to the optimal value for the shaping process at a given time and in the given pressure zone 7.
  • the change in the force for each force transfer device 6 according to a given algorithm is determined by the size of the gaps ⁇ or ⁇ .
  • the punch comes to the surface of the workpiece and begins to deform it.
  • changes in local efforts are required in the clamping sectors 29. Further deformation of the workpiece also leads to a redistribution of local efforts in the clamping sectors 29, which continues until the completion of the shaping process and is ensured by the control carried out by the device 6.
  • the operation of the hydraulic device 6 of the transmission of forces according to a given algorithm according to the first embodiment is as follows.
  • the rod 9 and the piston 10 are in the upper position, while the pressure in the cavity under the piston is equal to the atmospheric pressure.
  • the pressure in this case is determined by the speed of movement of the rod 9 and the size of the gap ⁇ between the inner surface of a variable section 12 of the rings 11 and the peripheral surface of the piston 10.
  • the speed of movement of the rod 9 depends on the speed of movement of the press ram and can change to zero.
  • the rings 1 1 installed inside the housing 8 are made with internal surfaces of variable cross-section 12.
  • the size of the gap ⁇ between them changes.
  • Changing the gap ⁇ allows you to adjust the flow rate of the working fluid from the cavity under the piston 10 into the cavity above the piston and, accordingly, controls the pressure in the cavity under the piston 10, which is transmitted through the housing 8 to the pressure sections 29.
  • the shape of the inner surfaces of the rings 1 1 is determined by calculation from the condition for ensuring an optimal shaping process for this pressing sector, and specifies, together with the peripheral surface of the piston 10, an algorithm for controlling the transmission of force from the press slide through the upper plate It is specific to the clamping sector 29.
  • the number of rings 11 depends on the complexity of the control algorithm.
  • the working fluid in the cavity above the piston moves the air piston 15, compressing the spring 17.
  • the speed of movement of the rod 18 depends on the speed of movement of the slide and the press can be changed to zero.
  • the axis 20, having a variable cross-section, is fastened to the bottom of the housing 8 by means of the thread 23.
  • the gap size ⁇ changes. Changing the gap ⁇ allows you to adjust the flow rate of the working fluid from the cavity under the piston 24 into the cavity above the piston and, accordingly, controls the pressure in the cavity under the piston 24, which through the housing 8 is transferred to the pressing section 29.
  • the shape of the surface of the axis 20 is determined by calculation from ensuring an optimal shaping process for this sector of the pressing 29 and, together with the opening of the ring 27, sets the algorithm for controlling the transfer of force from the press ram through the upper plate 1 to the specific production sector Izyma 29.
  • Sealing rings 26, placed on the piston 24, prevent the penetration of the working fluid in the cavity above the piston, bypassing the gap ⁇ .
  • the working fluid in the cavity above the piston moves the air piston 15, compressing the spring 17.
  • the positive effect from the application of the proposed technical solution is as follows. Managing the local efforts of pressing the workpiece to the matrix has a positive effect on the process of shaping, expands technological capabilities, allowing you to make parts from hard-to-deform materials, and also increases the accuracy of parts manufacturing.
  • the compactness of the differentiated clamping device and the possibility of using a relatively simple and reliable governing body that can be manufactured for this part allows it to be installed in standard dies used on universal equipment.

Abstract

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов давлением, и может быть использовано в штампах листовой штамповки для управления локальными усилиями по заданному алгоритму. Задачей предлагаемого технического решения является повышение технологических возможностей процесса листовой штамповки и точности изготавливаемых деталей, а также возможность его применения на универсальном оборудовании. Указанная задача решается тем, что что в штампе устанавливается дифференцированное прижимное устройство, обеспечивающее во время формоизменения заготовки регулирование течения и перемещения металла с периферии в зону очага деформации посредством управления локальными усилиями. Дифференцированное прижимное устройство, отличающееся тем, что прижим выполнен из секторов, закрепленных на плите, и каждый сектор прижима оснащен гидравлическим устройством передачи усилия по заданному алгоритму. Дифференцированное прижимное устройство включает гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму, содержит корпус, шток с поршнем, в корпусе установлены кольца с внутренней поверхностью переменного сечения, которая с периффийной поверхностью поршня образует зазор, изменяющийся при перемещении поршня относительно корпуса Кроме того, дифференцированное прижимное устройство может содержать гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму, которое состоит из корпуса, штока с поршнем, шток выполнен полым с радиальными отверстиями, а на поршне установлено подвижное кольцо, имеющее возможность перекрывать отверстия в поршне, в корпусе установлена ось переменного сечения, один конец которой выполнен в виде поршня, размещенного в полости штока, при этом подвижное кольцо с осью переменного сечения образуют зазор, гоменяющийся при перемещении полого штока с поршнем и кольцом относительно оси.

Description

СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЛИСТОВОЙ ЗАГОТОВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛ ЕН ИЯ
Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов давлением, и может быть использовано в штампах листовой штамповки для управления локальными усилиями по заданному алгоритму.
Известен способ штамповки коробки из листовой заготовки на прессе простого действия (патент РФ на изобретение N° 2527820, опубл. 10.09.2014, бюл. JN° 25), включающий размещение заготовки в штампе для вытяжки, прижим фланца заготовки рабочей поверхностью прижима к прижимной поверхности матрицы и вытяжку коробки втягиванием фланца заготовки в зазор между пуансоном и матрицей с образованием стенки коробки с использованием пуансона и матрицы, контуры которых в плане соответствуют контуру стенки коробки в плане с учетом толщины этой стенки, после вытяжки в дне коробки одно или несколько отверстий, отличающийся тем, что предварительно изготавливают листовую заготовку с пробитыми отверстиями, расположенными в местах, соответствующих опасным сечениям в процессе вытяжки и расположенных напротив угловых закруглений минимального радиуса кривизны стенки коробки в плане.
Недостатком описанного метода является низкое качество получаемых деталей, так как в коробчатой детали выполнены технологические отверстия.
Кроме того, известен способ многооперационной вытяжки коробчатой детали из листовой заготовки на прессах простого действия или многопозиционном прессе-автомате (патент на изобретение РФ Ν_ 2545863, опубл. 27.12.2014, бюл. Ν° 36). Штампы для реализации каждой операции данного способа вытяжки содержат следующие основные рабочие части: пуансон, матрицу и прижим. Пуансон закреплен на неподвижной нижней плите штампа, а матрица - на подвижной верхней плите. Внутри матрицы находится выталкиватель отштампованного полуфабриката, действующий от толкателя при помощи устройства штампа или пресса. Прижим через толкатели опирается на подушку пресса или буфер штампа, который обеспечивает необходимую силу для прижатия фланца листовой заготовки и заталкивания наклонной стенки предыдущего полуфабриката в матрицу штампа для вытяжки последующего полуфабриката.
Недостатком описанного способа являются ограниченные технологические возможности, связанные с необходимостью использования на каждом технологическом переходе новой технологической оснастки, которую также необходимо заменять при смене изготавливаемой детали.
Из уровня техники известно устройство регулирования нагрузки подушки и прессовая машина, содержащая устройство регулирования нагрузки подушки (патент РФ на изобретение Ν» 2401742, опубл. 10.04.2010, бюл. N° 10), содержащее подушку, расположенную под ползуном пресса. Устройство регулирования содержит гидравлический цилиндр, образующий подушку штампа, соединенный с ним гидравлический регулирующий клапан, гидравлический источник, блок регулирующий степень открытия, блок определения скорости опускания подушки штампа, блок корректировки сигнала.
К недостаткам описанного устройства относятся ограниченные технологические возможности, связанные с тем, что локальные усилия прижима в разных его точках постоянны, но могут изменяться во времени. Кроме того, для осуществления процесса управления локальными усилиями необходимо применение специального оборудования.
Для реализации описанных способов листовой штамповки применяются стандартные элементы, а именно механические и газовые пружины, размещенные в штампе между прижимом и деталью блока штампа (нижняя или верхняя плита), и/или демпфирующие устройства, встроенные в пресс.
Известна конструкция демпфирующего устройства с использованием пневмопружины (патент РФ на полезную модель N° 81541, опубл. 20.03.2009, бюл. Ν° 8), содержащая резервуар, размещенные в нем шток с поршнем, последовательно установленные на штоке направляющая с крышкой, первый уплотнительный элемент, опорное кольцо, второй ушютнительный элемент, образующие со штоком полость со смазочной жидкостью. В направляющей штока и опорном кольце выполнены сообщающиеся с полостью радиальные каналы, первый из которых служит подводящим маслопроводом, второй - служит для сброса воздуха из полости и имеет обратный клапан, кроме того, пневмопружина содержит узел заправки полости смазочной жидкостью.
Недостатком описанной конструкции является постоянство алгоритма управления передачей локальных усилий при воздействии пресса на прижим, связанное с тем, что локальные усилия передаются по линейному закону в зависимости от перемещения штока цилиндра.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение технологических возможностей процесса листовой штамповки и точности изготавливаемых деталей, а также возможность его применения на универсальном оборудовании.
Технический результат достигается тем, что в штампе устанавливается дифференцированное прижимное устройство, обеспечивающее во время формоизменения заготовки регулирование течения и перемещения металла с периферии в зону очага деформации посредством управления локальными усилиями. Дифференцированное прижимное устройство, отличающееся тем, что прижим выполнен из секторов, закрепленных на плите, и каждый сектор прижима оснащен гидравлическим устройством передачи усилия по заданному алгоритму. Дифференцированное прижимное устройство включает гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму, содержит корпус, шток с поршнем, в корпусе установлены кольца с внутренней поверхностью переменного сечения, которая с периферийной поверхностью поршня образует зазор, изменяющийся при перемещении поршня относительно корпуса. Кроме того, дифференцированное прижимное устройство может содержать гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму, которое состоит из корпуса, штока с поршнем, шток выполнен полым с радиальными отверстиями, а на поршне установлено подвижное кольцо, имеющее возможность перекрывать отверстия в поршне, в корпусе установлена ось переменного сечения, один конец которой выполнен в виде поршня, размещенного в полости штока, при этом подвижное кольцо с осью переменного сечения образуют зазор, изменяющийся при перемещении полого штока с поршнем и кольцом относительно оси.
Сущность заявляемого технического решения демонстрируется рисунками. На фиг.1 изображен штамп листовой штамповки с дифференцированным прижимным устройством; на фиг.2 - штамп листовой штамповки с дифференцированным прижимным устройством, сечение А-А; на фиг.З - гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму по первому варианту; на фиг.4 - гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму по второму варианту; на фиг.5 - штамп листовой штамповки с дифференцированным прижимным устройством в начале процесса формообразования; на фиг.6 - гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму по первому варианту в начале процесса формообразования; на фиг.7 - гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму по второму варианту в начале процесса формообразования; на фиг.8 - штамп листовой штамповки с дифференцированным прижимным устройством в процессе формообразования; на фиг.9 - гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму по первому варианту в процессе формообразования; на фиг.10 - гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму по второму варианту в процессе формообразования; на фиг.11 - штамп листовой штамповки с дифференцированным прижимным устройством в конце процесса формообразования; на фиг.12 - гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму по первому варианту в конце процесса формообразования; на фиг.13 - гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму по второму варианту в конце процесса формообразования; на фиг.14 - изменение величины усилия при δ = 0,03 мм; на фиг.15 - изменение величины усилия при δ = 0,04 мм; на фиг.16 - изменение величины усилия при δ = 0,05 мм; на фиг.17 - изменение величины усилия при δ = 0,25 мм; на фиг.18 - графическая зависимость изменения локальных усилий от величины зазора гидравлического устройства передачи усилия по заданному алгоритму, выполненного по первому варианту; на фиг.19 - графическая зависимость изменения локальных усилий от величины зазора гидравлического устройства передачи усилия по заданному алгоритму, выполненного по второму варианту.
Предлагаемый способ управления локальными усилиями в штампе листовой штамповки реализован при помощи следующих составных элементов: верхней 1 и нижней 2 плит, на которые жестко установлены соответственно пуансон 3 и матрица 4. Кроме того, на верхней плите 1 установлено дифференцированное прижимное устройство 5, состоящее из нескольких гидравлических устройств 6 передачи усилия по заданному алгоритму и прижима 7. Гидравлическое устройство 6 передачи усилия по заданному алгоритму содержит корпус 8, шток 9, один конец которого закреплен на верхней плите 1, а другой выполнен в виде поршня 10. Внутри корпуса 8 располагаются кольца 11, которые имеют внутреннюю поверхность переменного сечения 12. Между периферийной поверхностью поршня 10 и внутренней поверхностью переменного сечения 12 колец 11 имеется зазор δ. На торцевой поверхности корпуса установлена крышка 13. Внутри корпуса 8 размещено пружинное кольцо 14, ограничивающее ход воздушного поршня 15 с уплотнительными кольцами 16, установленного между корпусом 8 и штоком 9. Между воздушным поршнем 15 и крышкой 13 установлена пружина 17. Возможен вариант изготовления устройства 6 передачи нагрузки по заданному алгоритму, которое содержит полый шток 18 с радиальными отверстиями 19, имеющий возможность перемещаться по оси переменного сечения 20, один конец которой выполнен в виде поршня 21 с уплотнениями 22, а второй посредством резьбового соединения 23 зафиксирован в корпусе 8. Шток 18 имеет поршень 24 с отверстиями 25 по его периметру и уплотните льными кольцами 26. На одном из торцов поршня 24 установлено кольцо 27. Кольцо 27 совместно с отверстиями 25 и пружинным кольцом 28, установленным в поршне 24, образует обратный клапан. Кроме того, кольцо 27 вместе с осью 20 образует зазор Δ. Прижим 7 состоит из отдельных секторов 29, жестко закрепленных на общей стальной пластине 30, к которой крепятся корпуса 8 гидравлических устройств 6 передачи усилия по заданному алгоритму. При этом корпуса 8 располагаются напротив соответствующих секторов 29.
Рассмотрим применение способа управления локальными усилиями в штампах листовой штамповки и работу дифференцированного прижимного устройства на примере формообразования детали коробчатого сечения. Стандартная технология листовой штамповки подразумевает применение газовых или механических пружин, при этом локальные усилия передаются на жесткий прижим. Величина усилия прижима выбирается из расчета, обеспечения течения металла в местах дислокации максимальных внутренних напряжений в начальный момент формообразования и распространяется на всю поверхность контакта прижима с деталью. По мере сжатия пружин ползуном усилие возрастает и не зависит от величины, необходимой для оптимального процесса формообразования. При этом могут возникнуть такие дефекты, как чрезмерное утонение вплоть до разрыва, либо утолщение вплоть до образования складок.
В предлагаемом способе в процесс формообразования управление локальными усилиями происходит следующим образом. На начальном этапе производится расчет, позволяющий определить оптимальные локальные усилия прижима в разных зонах заготовки и в различные моменты процесса формообразования. Исходя из полученных данных, определяется необходимое количество и взаимное расположение секторов прижима 29, которые крепятся на упругую плиту 30, тем самым образуя прижим 7. К каждому сектору 29 крепятся устройства 6 передачи усилия по заданному алгоритму. Прижим 7 и устройства 6 образуют дифференцированное прижимное устройство 5, которое позволяет управлять локальными усилиями в штампе. Процесс штамповки осуществляется посредством перемещения верхней плиты 1 вместе с пуансоном 3 и дифференцированным прижимным устройством 5 относительно нижней плиты 2, на которой закреплена матрица 4. В начальный момент времени дифференцированное прижимное устройство 5 зажимает заготовку с расчетными усилиями обеспечиваемыми устройствами 6 передачи усилия по заданному алгоритму. При этом величина усилия на каждом из секторов 29 различна и соответствует оптимальному значению для процесса формообразования в данный момент времени и в данной зоне прижима 7. Изменение усилия для каждого устройства 6 передачи усилия по заданному алгоритму определяется величиной зазоров δ или Δ. В следующий момент времени пуансон подходит к поверхности заготовки и начинает ее деформировать. При этом для обеспечения оптимальности процесса формообразования требуются изменения локальных усилий в секторах прижима 29. Дальнейшее деформирование заготовки также приводит к перераспределению локальных усилий в секторах прижима 29, которое продолжается до завершения процесса формообразования и обеспечивается управлением, осуществляемым устройством 6.
Предлагается два варианта исполнения гидравлического устройства 6 передачи усилия по заданному алгоритму и, соответственно, два варианта работы дифференцированного прижимного устройства. Рассмотрим оба варианта.
Работа гидравлического устройства 6 передачи усилия по заданному алгоритму по первому варианту осуществляется следующим образом. В начальный момент времени шток 9 и поршень 10 находятся в верхнем положении, при этом в полости под поршнем давление равно атмосферному давлению. При перемещении штока 9 вниз под действием верхней плиты 1 штампа, закрепленной на ползуне пресса, в полости под поршнем штока давление возрастает. Величина давления в этом случае определяется скоростью перемещения штока 9 и величиной зазора δ между внутренней поверхностью переменного сечения 12 колец 11 и периферийной поверхностью поршня 10. Скорость перемещения штока 9 зависит от скорости перемещения ползуна пресса и может изменяться до нуля. Кольца 1 1, установленные внутри корпуса 8, изготовлены с внутренними поверхностями переменного сечения 12. При прохождении периферийной поверхности поршня 10 относительно колец 11 изменяется величина зазора δ между ними. Изменение зазора δ позволяет регулировать скорость перетока рабочей жидкости из полости под поршнем 10 в полость над поршнем и, соответственно, осуществляет управление давлением в полости под поршнем 10, которое через корпус 8 передается на сектора прижима 29. Форма внутренних поверхностей колец 1 1 определяется расчетным путем из условия обеспечения оптимального процесса формообразования для данного сектора прижима и задает вместе с периферийной поверхностью поршня 10 алгоритм управления передачи усилия от ползуна пресса через верхнюю плиту к конкретному сектору прижима 29. Количество колец 11 зависит от сложности алгоритма управления. Рабочая жидкость в полости над поршнем перемещает воздушный поршень 15, сжимая пружину 17. Форма внутренних поверхностей колец 11 определяется расчетным путем из условия обеспечения оптимального процесса формообразования для данного сектора прижима и задает вместе с периферийной поверхностью поршня 10 алгоритм управления передачи усилия от ползуна пресса через верхнюю плиту к конкретному сектору прижима 29. При обратном движении штока 9 рабочая жидкость над полостью поршня 10 под действием веса корпуса 8 и прижима 7, а также накопленной энергии пружины 17 перетекает из полости над поршнем в полость под поршнем. Кольцо 14 предназначено для ограничения хода воздушного поршня 15. Уплотнительные кольца 16 препятствуют проникновению рабочей жидкости в воздушную камеру, образованную воздушным поршнем 15, крышкой 13 и внутренними стенками корпуса 8.
Работа гидравлического устройства 6 передачи усилия по заданному алгоритму по второму варианту осуществляется следующим образом. В начальный момент времени полый шток 18 и поршень 24 находятся в верхнем положении, при этом в полости под поршнем давление равно атмосферному давлению. При перемещении штока 18 вниз под действием верхней плиты 1 штампа, закрепленной на ползуне пресса, в полости под поршнем штока давление возрастает и прижимает кольцо 27 к торцевой поверхности полого поршня 18, которое перекрывает отверстия 25. Отверстие кольца 27 и наружная поверхность оси 20 образуют переменный зазор Δ, через который рабочая жидкость перетекает в полость, образованную осью 20 и внутренней поверхностью полого штока 18. Далее через радиальные отверстия 19 рабочая жидкость попадает в полость над поршнем 24. Величина давления под поршнем 24 в этом случае определяется скоростью перемещения штока 18 и величиной зазора Δ между отверстием кольца 27 и наружной поверхностью оси 20. Скорость перемещения штока 18 зависит от скорости перемещения ползуна пресса и может изменяться до нуля. Ось 20, имеющая переменное сечение, посредством резьбы 23 крепится к дну корпуса 8. При перемещении поршня 24 с кольцом 27 относительно оси 20 изменяется величина зазора Δ. Изменение зазора Δ позволяет регулировать скорость перетока рабочей жидкости из полости под поршнем 24 в полость над поршнем и, соответственно, осуществляет управление давлением в полости под поршнем 24, которое через корпус 8 передается на сектора прижима 29. Форма поверхности оси 20 определяется расчетным путем из условия обеспечения оптимального процесса формообразования для данного сектора прижима 29 и задает вместе с отверстием кольца 27 алгоритм управления передачи усилия от ползуна пресса через верхнюю плиту 1 к конкретному сектору прижима 29. Уплотнительные кольца 26, размещенные на поршне 24, препятствуют проникновению рабочей жидкости в полость над поршнем, минуя зазор Δ. Рабочая жидкость в полости над поршнем перемещает воздушный поршень 15, сжимая пружину 17. При обратном движении штока 18 рабочая жидкость над полостью поршня 10 под действием веса корпуса 8 и прижима 7, а также накопленной энергии пружины 17 перемещает кольцо 27 до крайнего положения ограниченного кольцом 28 и перетекает через отверстия 25 из полости над поршнем в полость под поршнем. Кольцо 14 предназначено для ограничения хода воздушного поршня 15. Уплотнительные кольца 16 препятствуют проникновению рабочей жидкости в воздушную камеру, образованную воздушным поршнем 15, крышкой 13 и внутренними стенками корпуса 8. Уплотнительные кольца 22 препятствуют проникновению рабочей жидкости во внутреннюю полость штока 18.
Результаты экспериментальных исследований показали, что при изменении зазора происходит существенное изменение локальных усилий. Был проведен ряд экспериментов со следующими входными значениями:
- гидравлическое устройство 6 передачи усилия по заданному алгоритму выполненное по первому варианту;
- диаметр поршня 10 равен 49 мм;
- величины зазоров 0,03, 0,04, 0,05 и 0,25 мм;
- вязкость рабочей жидкости ISO VG-10 (Mobil Velocite 6);
- пресс модели КЗ 732.
При значении зазора δ = 0,03 мм величина усилия составила 23,4 тонны, δ = 0,04 мм - 2,08 тонны, δ = 0,05 мм - 1 ,28 тонны и δ = 0,25 мм - 0,33 тонны.
Результаты эксперимента с применением гидравлического устройства 6 передачи усилия по заданному алгоритму, выполненного по второму варианту с диаметром внутреннего отверстия кольца 27 равного 5 мм, следующие: при значении зазора Δ = 0,3 мм величина усилия составила 23,4 тонны, Δ = 0,38 мм - 2,08 тонны, Δ = 0,47 мм - 1,28 тонны и Δ = 2,04 мм - 0,33 тонны. На фиг.18 и фиг.19 представлены графические зависимости изменения локальных усилий от величины зазора гидравлического устройства 6 передачи усилия по заданному алгоритму, выполненного по первому и второму варианту соответственно. Анализ графических зависимостей показал, что для устройства, изготовленного по первому варианту, область рационального использования лежит в диапазоне усилий от 0,5 тонны до 2,5 тонн, а для устройства по второму варианту - от 2 тонн до 11 тонн. Таким образом, можно сделать вывод о том, что эти устройства могут дополнять работу друг друга и использоваться в дифференцированном прижимном устройстве в зависимости от заданных условий процесса формообразования.
Положительный эффект от применения предлагаемого технического решения заключается в следующем. Управление локальными усилиями прижима заготовки к матрице положительно влияет на процесс формообразования, расширяет технологические возможности, позволяя изготавливать детали из труднодеформируемых материалов, а также повышает точность изготовления деталей. Компактность дифференцированного прижимного устройства и возможность применения относительно простого и надежного управляющего органа, который может быть изготовлен для данной детали, позволяет устанавливать его в стандартные штампы, применяемые на универсальном оборудовании.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ управления локальными усилиями в штампах листовой штамповки, содержащих верхнюю и нижнюю плиты, матрицу и пуансон, отличающийся тем, что в штампе устанавливается дифференцированное прижимное устройство, обеспечивающее во время формоизменения заготовки регулирование течения и перемещения металла с периферии в зону очага деформации посредством управления локальными усилиями.
2. Дифференцированное прижимное устройство, отличающееся тем, что прижим выполнен из секторов, закрепленных на плите, и каждый сектор прижима оснащен гидравлическим устройством передачи усилия по заданному алгоритму.
3. Дифференцированное прижимное устройство по п.2, отличающееся тем, что гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму, содержит корпус, шток с поршнем, в корпусе установлены кольца с внутренней поверхностью переменного сечения, которая с периферийной поверхностью поршня образует зазор, изменяющийся при перемещении поршня относительно корпуса.
4. Дифференцированное прижимное устройство по п.2, отличающееся тем, что гидравлическое устройство передачи усилия по заданному алгоритму, содержит корпус, шток с поршнем, шток выполнен полым с радиальными отверстиями, а на поршне установлено подвижное кольцо, имеющее возможность перекрывать отверстия в поршне, в корпусе установлена ось переменного сечения, один конец которой выполнен в виде поршня, размещенного в полости штока, при этом подвижное кольцо с осью переменного сечения образуют зазор, изменяющийся при перемещении полого штока с поршнем и кольцом относительно оси.
PCT/RU2017/000632 2017-07-25 2017-08-30 Способ формообразования листовой заготовки и устройство для его осуществления WO2019022634A1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780013464.8A CN109641256A (zh) 2017-07-25 2017-08-30 控制片材冲压模具上局部力的方法以及用于其实施的区别压紧装置
EP17894656.2A EP3453468A4 (en) 2017-07-25 2017-08-30 METHOD FOR CONTROLLING LOCAL POWER IN BLEACHING TOOLS AND DIFFERENTIATED LOW MOUNTING DEVICE FOR IMPLEMENTING THEREOF
KR1020187026400A KR20200034916A (ko) 2017-07-25 2017-08-30 시트 스탬핑용 다이에서 국부적인 힘을 제어하는 방법 및 이의 구현을 위한 특수 고정 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126796 2017-07-25
RU2017126796A RU2685624C2 (ru) 2017-07-25 2017-07-25 Способ листовой штамповки и дифференцированное прижимное устройство штампа листовой штамповки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019022634A1 true WO2019022634A1 (ru) 2019-01-31

Family

ID=65037238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000632 WO2019022634A1 (ru) 2017-07-25 2017-08-30 Способ формообразования листовой заготовки и устройство для его осуществления

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3453468A4 (ru)
KR (1) KR20200034916A (ru)
CN (1) CN109641256A (ru)
RU (1) RU2685624C2 (ru)
WO (1) WO2019022634A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112775275A (zh) * 2021-01-11 2021-05-11 蔡月 一种高精度五金冲压模具

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2723857C1 (ru) * 2019-04-29 2020-06-17 Общество с ограниченной ответственностью "Кипер" Устройство для управления секторным прижимом штампа для листовой штамповки
CN110421639A (zh) * 2019-09-06 2019-11-08 东莞市日源盛橡胶绝缘制品有限公司 一种带r角鼠标脚垫的生产设备及其生产工艺
CN110899448B (zh) * 2019-12-03 2021-01-12 哈尔滨工业大学 一种压边力分区加载的装置及方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU524584A1 (ru) * 1975-02-27 1976-08-15 Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского Штамп дл выт жки цилиндрических изделий
SU776713A1 (ru) * 1978-12-14 1980-11-07 Предприятие П/Я М-5671 Устройство дл глубокой выт жки полых деталей
SU1324724A1 (ru) * 1986-04-10 1987-07-23 Предприятие П/Я Р-6601 Штамп дл изготовлени полых деталей
WO1999020411A1 (en) * 1997-10-16 1999-04-29 Cosma International Inc. Draw stamping die for stamping body panels for motor vehicles
RU2201830C2 (ru) * 2001-05-08 2003-04-10 Открытое акционерное общество "ГАЗ" Штамп для вытяжки деталей сложной формы
RU81541U1 (ru) 2008-10-13 2009-03-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Пневмопружина
RU2401742C2 (ru) 2006-02-27 2010-10-20 АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН Устройство регулирования нагрузки подушки и прессовая машина, содержащая устройство регулирования нагрузки подушки
RU2527820C2 (ru) 2011-12-05 2014-09-10 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Способ штамповки коробки из листовой заготовки на прессе простого действия
RU2545863C2 (ru) 2013-06-25 2015-04-10 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Способ многооперационной вытяжки коробчатой детали из листовой заготовки
RU2580112C1 (ru) * 2013-11-14 2016-04-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Украинская Импульсная Индустрия" Гидравлическое устройство ударного действия

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1361134A (fr) * 1963-06-25 1964-05-15 Bbc Brown Boveri & Cie Système de commande pneumatique à amortissement par air
US4745792A (en) * 1986-10-14 1988-05-24 Aluminum Company Of America Blankholder for a draw press
JP2856107B2 (ja) * 1995-05-22 1999-02-10 トヨタ自動車株式会社 プレス加工方法およびプレス加工装置
BE1010313A3 (fr) * 1996-05-30 1998-06-02 S C Rech Et Dev Groupe Cockeri Amelioration au systeme de regulation de la force de serre-flan dans une presse.
JP6571070B2 (ja) * 2013-06-07 2019-09-04 ジョイソン セイフティ システムズ アクイジション エルエルシー ベントされた加圧ガス駆動アクチュエーター、ハウジング、及び、乗り物

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU524584A1 (ru) * 1975-02-27 1976-08-15 Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского Штамп дл выт жки цилиндрических изделий
SU776713A1 (ru) * 1978-12-14 1980-11-07 Предприятие П/Я М-5671 Устройство дл глубокой выт жки полых деталей
SU1324724A1 (ru) * 1986-04-10 1987-07-23 Предприятие П/Я Р-6601 Штамп дл изготовлени полых деталей
WO1999020411A1 (en) * 1997-10-16 1999-04-29 Cosma International Inc. Draw stamping die for stamping body panels for motor vehicles
RU2201830C2 (ru) * 2001-05-08 2003-04-10 Открытое акционерное общество "ГАЗ" Штамп для вытяжки деталей сложной формы
RU2401742C2 (ru) 2006-02-27 2010-10-20 АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН Устройство регулирования нагрузки подушки и прессовая машина, содержащая устройство регулирования нагрузки подушки
RU81541U1 (ru) 2008-10-13 2009-03-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Пневмопружина
RU2527820C2 (ru) 2011-12-05 2014-09-10 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Способ штамповки коробки из листовой заготовки на прессе простого действия
RU2545863C2 (ru) 2013-06-25 2015-04-10 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Способ многооперационной вытяжки коробчатой детали из листовой заготовки
RU2580112C1 (ru) * 2013-11-14 2016-04-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Украинская Импульсная Индустрия" Гидравлическое устройство ударного действия

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3453468A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112775275A (zh) * 2021-01-11 2021-05-11 蔡月 一种高精度五金冲压模具

Also Published As

Publication number Publication date
RU2685624C2 (ru) 2019-04-22
KR20200034916A (ko) 2020-04-01
EP3453468A1 (en) 2019-03-13
CN109641256A (zh) 2019-04-16
RU2017126796A3 (ru) 2019-01-25
RU2017126796A (ru) 2019-01-25
EP3453468A4 (en) 2019-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2685624C2 (ru) Способ листовой штамповки и дифференцированное прижимное устройство штампа листовой штамповки
US5626048A (en) Method and apparatus for forming cup-shaped members
US2318819A (en) Multiple action punch press die and cushion
RU2506137C2 (ru) Способ и устройство для формирования корпуса консервной банки
US4472955A (en) Metal sheet forming process with hydraulic counterpressure
US3786667A (en) Apparatus for and method of making a nestable container
KR20030093333A (ko) 유체역학적 클램프, 특히 횡방향 압출성형용 유체역학적클램프
JP2012024838A (ja) 鍛造用金型装置
US3064507A (en) Forging process and apparatus
CN212329391U (zh) 一种用于材料二次拉伸的压料装置
US20010013240A1 (en) Tool cartridge having an elastic matrix
US5195349A (en) Forming machine and process for forming material therewith
US5802907A (en) Tooling apparatus and method for high speed production of drawn metal cup-like articles
JP5244529B2 (ja) 縦型プレス機による増肉プレス加工方法
US4183238A (en) Double acting precision deep-stamping press
US4173136A (en) Method and apparatus for producing multiple groove V-belt pulleys
CN105964800A (zh) 可拆卸冲压模具
US2694567A (en) Metalworking press
US9421603B2 (en) Forging press
JPS58163533A (ja) 多工程加工用金型装置
SU1632565A1 (ru) Устройство дл получени штучных заготовок, преимущественно плоских
US3826123A (en) Wall ironing tool pack with redraw die
KR101743934B1 (ko) 딥 드로잉방식의 프로그래시브 단일금형에서 성형물의 제조방법
SU946980A1 (ru) Гидравлический пресс
RU205070U1 (ru) Штамп для изготовления плоских колец сжатием

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017894656

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018544357

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017894656

Country of ref document: EP

Effective date: 20180806

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17894656

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP