RU2217257C2

RU2217257C2 - Method for drawing hollow articles of sheet blanks

Info

Publication number: RU2217257C2
Application number: RU2001134327A
Authority: RU
Inventors: И.Н. Поздов; К.И. Поздов
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-11-27

Abstract

FIELD: machine engineering, namely deep drawing of parts of sheet materials. SUBSTANCE: method comprises steps of shaping blank and simultaneously forming corrugations in its flange portion for further smoothing of them; forming corrugations in groove on surface of clamp in the form of Archimedean spiral; before smoothing corrugations rotating blank relative to lower clamp by angle at which corrugations or part of them are arranged on flat portion of clamp between grooves. EFFECT: simplified system for performing the method, lowered drawing effort, increased height of drawn articles. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано во всех отраслях машиностроения для глубокой вытяжки деталей из листовых материалов. The invention relates to the field of metal forming and can be used in all branches of engineering for deep drawing parts from sheet materials.

Известен способ глубокой вытяжки полых изделий из листовых заготовок, при котором листовую заготовку укладывают на матрицу и воздействуют на ее центральную часть до образования гофров на фланцевой части. Гофры разглаживают по кольцевым зонам попеременно от центра к периферии и от периферии к центру. Недостатком данного способа является сложность осуществления попеременного разглаживания гофров от центра к периферии и от периферии к центру (а.с. 1547919, МПК B 21 D 22/20, опубл. 07.03.90. БИ 9). A known method of deep drawing of hollow products from sheet blanks, in which the sheet blank is laid on the matrix and act on its central part to form corrugations on the flange part. The corrugations are smoothed over the annular zones alternately from the center to the periphery and from the periphery to the center. The disadvantage of this method is the difficulty of alternately smoothing the corrugations from the center to the periphery and from the periphery to the center (as.with. 1547919, IPC B 21 D 22/20, publ. 07.03.90. BI 9).

Наиболее близким к предлагаемому способу, где так же, как и в предлагаемом способе, процесс вытяжки сопровождается преднамеренным образованием гофров во фланцевой части заготовки с последующим их разглаживанием, является способ вытяжки полых изделий из листовых заготовок, включающий вдавливание центральной части заготовки пуансоном в полость матрицы с одновременным образованием гофров в ее фланцевой части и последовательное их разглаживание (а.с. 1214279, МПК B 21 D 22/20, опубл.28.02.86. БИ 8). Closest to the proposed method, where, as in the proposed method, the drawing process is accompanied by the deliberate formation of corrugations in the flange part of the workpiece with their subsequent smoothing, is a method of drawing hollow products from sheet blanks, including pressing the central part of the workpiece with a punch into the cavity of the matrix with the simultaneous formation of corrugations in its flange part and their subsequent smoothing (A.S. 1214279, IPC B 21 D 22/20, publ. 28.02.86. BI 8).

К недостаткам известного способа можно отнести сложность осуществления кинематики движения прижима и необходимость применения в штамповой оснастке цевочного (или какого-либо другого) зацепления. The disadvantages of this method include the complexity of the kinematics of the movement of the clamp and the need for the use of die tooling pin (or any other) gear.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является упрощение схемы осуществления способа, уменьшение усилия вытяжки и увеличение высоты вытягиваемых деталей. The problem to which the invention is directed, is to simplify the scheme of the method, reducing the drawing force and increasing the height of the parts to be drawn.

Использование изобретения позволит увеличить высоту вытягиваемых деталей на 200% при применении его в процессе последовательного электрогидроимпульсного набора материала заготовки на пуансон (см. патент РФ 2158644, МПК 7 B 21 D 22/20, 26/12, опубл. 10.11.2000. БИ 31). The use of the invention will increase the height of the parts to be drawn by 200% when applied in the process of sequential electrohydropulse collection of the workpiece material per punch (see RF patent 2158644, IPC 7 B 21 D 22/20, 26/12, publ. 10.11.2000. BI 31 )

Для решения поставленной задачи в известном способе вытяжки полых деталей из листового материала, включающем образование гофров во фланцевой части заготовки и последующее их разглаживание, предлагается гофры образовывать в канавке, которую выполняют на прижимной поверхности в виде архимедовой спирали. При этом гофры образуются в канавке сами собой от действия тангенциальных сжимающих напряжений, возникающих во фланцевой части заготовки в процессе вытяжки. Для разглаживания гофров заготовку поворачивают относительно прижима на угол, при котором гофры или часть гофров размещаются на плоском участке прижимной поверхности. To solve the problem in the known method of extracting hollow parts from sheet material, including the formation of corrugations in the flange part of the workpiece and their subsequent smoothing, it is proposed to form corrugations in the groove, which is performed on the clamping surface in the form of an Archimedean spiral. In this case, the corrugations are formed in the groove by themselves from the action of tangential compressive stresses arising in the flange part of the workpiece during the drawing process. To smooth the corrugations, the workpiece is rotated relative to the clamp by an angle at which the corrugations or part of the corrugations are placed on a flat portion of the clamping surface.

Гофры, образованные в канавке, которая выполнена на прижимной поверхности в виде архимедовой спирали, дают возможность уменьшить усилие вытяжки и избежать обрыва вытягиваемого материала за счет снижения тангенциальных сжимающих напряжений, действующих при вытяжке во фланцевой части заготовки и препятствующих процессу вытяжки. The corrugations formed in the groove, which is made on the clamping surface in the form of an Archimedean spiral, make it possible to reduce the drawing force and to avoid breakage of the material being drawn by reducing the tangential compressive stresses acting during the drawing in the flange part of the workpiece and hindering the drawing process.

Полученные при вытяжке на фланце вытягиваемой заготовки гофры легко разглаживаются посредством поворота штампуемой заготовки относительно прижима, при котором гофры или часть гофров размещаются на плоском участке прижима. Если поворот заготовки осуществлять на 180^o, то гофры полностью попадают на плоский участок прижимной поверхности, что является оптимальным. Если же поворот вытягиваемой заготовки осуществлять на угол, отличный от 180^o, то разглаживание гофров будет осуществляться по частям и за несколько этапов. Шаг архимедовой спирали должен быть таким, чтобы ширина канавки была равна или несколько меньше ширины плоских участков, расположенных между витками канавки. После разглаживания гофров процесс вытяжки может быть продолжен до появления новых гофров с последующим их разглаживанием и т.д. Процесс вытяжки с периодическим образованием и разглаживанием образующихся гофров может быть легко автоматизирован.The corrugations obtained by drawing on the flange of the extruded billet are easily smoothed out by turning the stamped billet relative to the clamp, in which the corrugations or part of the corrugations are placed on a flat clamp section. If the rotation of the workpiece is carried out by 180 ^o , the corrugations completely fall on a flat section of the clamping surface, which is optimal. If the rotation of the extruded workpiece is carried out at an angle other than 180 ^o , then the smoothing of the corrugations will be carried out in parts and in several stages. The pitch of the Archimedean spiral should be such that the width of the groove is equal to or slightly less than the width of the flat sections located between the turns of the groove. After smoothing the corrugations, the drawing process can be continued until the appearance of new corrugations with their subsequent smoothing, etc. The drawing process with periodic formation and smoothing of the formed corrugations can be easily automated.

На чертеже представлена конструкция устройства для последовательного электрогидроимпульсного набора материала заготовки на пуансон с применением гофрообразующей канавки, выполненной в нижнем прижиме в виде архимедовой спирали:
1 - корпус,
2 - вытягиваемая заготовка,
3 - нижний прижим,
4 - кольцо,
5 - верхний прижим,
6 - резиновая прокладка,
7 - разрядная камера электрогидроимпульсного пресса,
8 - кольцо,
9 - пуансон.The drawing shows the design of a device for a sequential electrohydropulse set of workpiece material on a punch using a corrugating groove made in the lower clip in the form of an Archimedean spiral:
1 - housing
2 - drawn workpiece,
3 - lower clip
4 - ring
5 - upper clip
6 - rubber gasket,
7 - discharge chamber electrohydropulse press,
8 - ring,
9 - punch.

Способ осуществляется следующим образом. В данном конкретном случае штампуемый материал - лист из стали 12Х18Н10Т толщиной 0,25 мм устанавливали между опорными поверхностями верхнего (5) и нижнего (3) прижимов. Геометрия гофрообразующей канавки: R=8 мм, h=0,8 мм, шаг архимедовой спирали равен 16 мм. Для свободного перемещения вытягиваемой заготовки относительно верхнего и нижнего прижимов был предусмотрен зазор, равный 0,25...0,27 мм (не меньше толщины заготовки), который обеспечивается установкой кольца (4). Зазор должен быть небольшим, что бы не образовывались неконтролируемые гофры на штампуемой заготовке в процессе вытяжки: t<δ≤(t+0,1t), где δ - зазор между заготовкой и прижимом; t - толщина вытягиваемой заготовки. The method is as follows. In this particular case, the stamped material — a sheet of steel 12X18H10T 0.25 mm thick — was installed between the supporting surfaces of the upper (5) and lower (3) clamps. The geometry of the corrugating grooves: R = 8 mm, h = 0.8 mm, the pitch of the Archimedean spiral is 16 mm. To freely move the drawn workpiece relative to the upper and lower clamps, a gap of 0.25 ... 0.27 mm (not less than the thickness of the workpiece) was provided, which is ensured by the installation of the ring (4). The gap should be small so that uncontrolled corrugations would not form on the stamped workpiece during the drawing process: t <δ≤ (t + 0,1t), where δ is the gap between the workpiece and the clamp; t is the thickness of the drawn workpiece.

Кольцо (8) устанавливается с целью предотвращения выхода архимедовой спирали на поверхность нижнего прижима, контактирующую с пуансоном (9). После зажима заготовки между верхним и нижним прижимами и статической вытяжки ее на величину Δ₁, которая определяется экспериментально (величина Δ₁ зависит от жесткости материала заготовки и должна быть максимально возможной). Под действием приложенного статического нагружения вытягиваемая заготовка примет форму, указанную на чертеже слева, после чего производится разжим заготовки и поворот ее на 180^o относительно нижнего прижима (3) для того, чтобы разгладить гофры, возникшие на фланце вытягиваемой заготовки. Разглаживание гофров производят путем зажатия заготовки между верхним и нижним прижимами при создании усилия зажима разрядной камерой установки Т 1220. После разглаживания гофров производят электрогидроимпульсный удар, в результате которого штампуемая заготовка примет форму, указанную на чертеже справа. Затем снова поворачивают заготовку на 180^o относительно нижнего прижима с целью разглаживания гофров, образовавшихся на фланце заготовки после электрогидроимпульсного удара за счет ее вытяжки, после чего снова приводят статическую вытяжку заготовки путем перемещения ее вверх вместе с пуаусоном и т.д.The ring (8) is installed in order to prevent the exit of the Archimedean spiral on the surface of the lower clip in contact with the punch (9). After clamping the workpiece between the upper and lower clamps and static drawing it by Δ ₁ , which is determined experimentally (Δ ₁ depends on the stiffness of the workpiece material and should be as possible). Under the action of applied static loading, the extruded preform will take the form indicated on the drawing on the left, after which the preform is expanded and rotated 180 ^° relative to the lower clip (3) in order to smooth out the corrugations that have arisen on the flange of the extruded preform. Corrugation is smoothed out by squeezing the workpiece between the upper and lower clamps while creating a clamping force by the discharge chamber of the T 1220 installation. After smoothing the corrugations, an electrohydroimpulse shock is produced, as a result of which the stamped blank takes the form indicated on the drawing to the right. Then, the workpiece is again rotated 180 ^° relative to the lower clamp in order to smooth out the corrugations formed on the workpiece flange after an electrohydroimpulse shock due to its drawing, and then again bring the workpiece static drawing by moving it up together with the pawson, etc.

Данным способом получен цилиндрический стакан ⌀40 мм со сферическим дном и широким фланцем высотой 34 мм. При этом степень вытяжки была равна 2,75. In this way, a cylindrical cup ⌀40 mm with a spherical bottom and a wide flange 34 mm high was obtained. In this case, the degree of drawing was equal to 2.75.

Claims

1. A method of extracting hollow products from sheet blanks, including shaping the blank with the simultaneous formation of corrugations in its flange part and their subsequent smoothing, characterized in that the corrugations are formed in a groove made on the clamp surface in the form of an Archimedean spiral, and before the smoothing of the corrugations, the workpiece is rotated relative to the lower clip at an angle at which the corrugations or part of the corrugations are placed on a flat portion of the clip between the grooves.

2. The method of extracting hollow products from sheet blanks according to claim 1, characterized in that the blank is rotated relative to the clamp by an angle of 180 °.