Штамп для вытяжки крупногабаритных деталей

Авторы патента:

Ананченко Игорь Юрьевич (RU)

B21D22/20 - глубокая вытяжка (специальные устройства для этой цели, конструктивно сопряженные с прессами или приспособленные к ним, B21D 24/00)

Владельцы патента RU 2631070:

Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при вытяжке крупногабаритных деталей сложной формы. В штампе, содержащем пуансон, матрицу с перетяжными ребрами, прижим с выемками под перетяжные ребра, механизм для удаления отштампованных вытянутых полуфабрикатов из штампа выполнен с продольными рейками за пределами прижимной поверхности прижима и с поперечными рейками, расположенными в пазах, выполненных в выемках прижима под перетяжные ребра. Расширяются технологические возможности. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к листовой штамповке, и может быть использовано при вытяжке различных деталей из листовых материалов, преимущественно для штамповки крупногабаритных деталей сложной формы, в том числе кузовных автомобильных, сельхозтехники, бытовой техники и т.п.

Известен штамп с пневматическим приводом рычажного устройства для подъема и сброса штампованной детали. Наиболее эффективно использовать пневматический привод при штамповке сложных пространственных и особенно крупных деталей для их удаления из рабочей зоны (Скворцов Г.Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки. - М.: Машиностроение, 1972, с. 101-102, рис. 81).

Недостатком известного штампа является ограниченная область применения, т.к. не всегда удается в нижней части штампа разместить пневматический привод рычажного устройства для подъема и сброса штампованной детали. Такая конструкция сбрасывателя применима для штампов обрезки, вытяжки и других в тех случаях, когда конструкция детали позволяет выполнить освобождение в нижней части штампа.

Известен штамп для вытяжки крупногабаритных деталей кузовов автомобилей или им подобных деталей, содержащий пуансон, матрицу с перетяжными ребрами и прижим с пружинными отлипателями. С нижней части штампа деталь приподнимают пружинными отлипателями, а из штампа удаляют механической рукой (Нефедов А.В. Конструирование и изготовление штампов. - М.: Машиностроение, 1973, с. 71-72, рис. 52).

Недостатком известного штампа является ограниченная область применения, низкая производительность штамповки и невысокая надежность, так как пружинные отлипатели для подъема детали, расположенные в нижнем прижиме, находятся при загрузке листовой заготовки выше уровня прижима, что уменьшает производительность штамповки и нередко приводит к поломке подобных пружинных отлипателей. Штамп применим только на прессах, оснащенных механическими руками для удаления отштампованных деталей.

Известен штамп для обработки штучных заготовок, имеющий вал, сбрасыватель, тягу, собачку и ловитель, отличающийся тем, что ловитель смонтирован с возможностью перемещения вдоль оси давления, подпружинен в этом направлении и снабжен фиксатором. В нижней части штампа выполнено освобождение для возможности установки и работы сбрасывателя. Такая конструкция сбрасывателя применима для штампов обрезки, вытяжки и других в тех случаях, когда конструкция детали позволяет выполнить освобождение в нижней части штампа (Штамп для обработки штучных заготовок, АС СССР SU №1133011).

Недостатком известного штампа является ограниченная область применения для деталей относительно простой формы, конструкция которых позволяет выполнить освобождение в нижней части штампа.

Известен способ изготовления коробчатых деталей путем вытяжки центральной заготовки с радиальным растяжением и тангенциальным сжатием ее фланцевой части, в котором осуществляют дифференцированное тангенциальное растяжение фланцевой части заготовки за счет дополнительного деформирования фланца заготовки перетяжными ребрами (Способ изготовления коробчатых деталей, АС СССР 1542664).

Недостатком известного способа является ограниченная область применения для деталей относительно простой формы, конструкция которых позволяет выполнить освобождение в нижней части штампа для установки механизма сбрасывателя.

Технической задачей изобретения является разработка новой конструкции штампа для вытяжки крупногабаритных деталей, повышающего надежность работы и расширяющего технические возможности.

Технический результат заключается в повышении надежности работы вытяжных штампов, а также для расширения технических возможностей.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагается новая конструкция штампа для вытяжки крупногабаритных деталей, содержащего пуансон, матрицу с перетяжными ребрами, прижим с выемками под перетяжные ребра и механизм для удаления отштампованных вытянутых полуфабрикатов из штампа, отличающегося тем, что продольные рейки механизма сбрасывателя расположены за пределами прижимной поверхности штампа, а поперечные рейки механизма сбрасывателя расположены в пазах, выполненных в выемках прижима под перетяжные ребра, осуществляющих дополнительное тангенциальное растяжение фланца заготовки. Перетяжные ребра в матрице и соответственно пазы под перетяжные ребра в прижиме располагают параллельно направлению течения металла заготовки, или же под прямым углом к направлению удаления отштампованных вытянутых полуфабрикатов из штампа.

Штамп для вытяжки характеризуется графическими материалами, представленными на фиг. 1-6.

На фиг. 1 изображен план низа вытяжного штампа, на фиг. 2 - осевой разрез вытяжного штампа, на фиг. 3 - увеличенный разрез вытяжного штампа по перетяжным ребрам, осуществляющих дополнительное тангенциальное растяжение фланца заготовки, на фиг. 4 - вид на механизм для удаления отштампованных деталей из штампа, на фиг. 5 - увеличенный вид на прижим с выемками под перетяжные ребра, осуществляющие дополнительное тангенциальное растяжение фланца заготовки, расположенными параллельно направлению течения металла заготовки, на фиг. 6 - увеличенный вид на прижим с выемками под перетяжные ребра, осуществляющие дополнительное тангенциальное растяжение фланца заготовки, расположенными под прямым углом к направлению удаления отштампованных вытянутых полуфабрикатов из штампа, на фиг. 7 - увеличенный вид на прижим с выемками под перетяжные ребра, осуществляющие дополнительное тангенциальное растяжение фланца заготовки, сопряженными с периметральными перетяжными ребрами.

Штамп для вытяжки содержит пуансон 1, матрицу 2 с перетяжными ребрами 4 и 5, прижим 3 с выемками под перетяжные ребра, толкатели 6 и механизм для удаления вытянутых полуфабрикатов 12 из штампа, состоящий из пневматического цилиндра 7, кривошипа 8, продольных реек 9, поперечных реек 10 и штанги 11.

На чертежах показан предлагаемый штамп на примере вытяжки наружной панели двери задка автомобиля на прессе простого действия. Листовую заготовку загружают на поднятую перед вытяжкой рабочую поверхность прижима 3, при ходе ползуна пресса (на чертежах не показан) вниз листовую заготовку зажимают и тормозят в периферийных зонах между матрицей 2 и прижимом 3, который через толкатели 6 опирается на подушку пресса (на чертежах не показана). При дальнейшем ходе ползуна пресса (на чертежах не показан) вниз матрица 2 опускается и на периферийной части заготовки формуются перетяжные ребра 4 и 5. Перетяжные ребра 4 осуществляют торможение фланца заготовки в радиальном направлении, в результате чего величина радиальных растягивающих напряжений увеличивается. За счет дополнительного деформирования фланца заготовки перетяжными ребрами 5, создается дифференцированное растяжение металла на отдельных участках заготовки в тангенциальном направлении, вследствие чего предотвращаются потери устойчивости и образование гофр в этих зонах. Ребра 5 располагают параллельно направлению течения металла фланца заготовки для деталей, требующих сложной вытяжки, или же под прямым углом к направлению удаления отштампованных вытянутых полуфабрикатов из штампа для обеспечения более надежной работы механизма для удаления вытянутых полуфабрикатов 12 из штампа. Периметральные перетяжные ребра 4, осуществляющие торможение фланца заготовки в радиальном направлении, располагают обычно эквидистантно контуру проема матрицы. Перетяжные ребра 5, осуществляющие дополнительное дифференцированное растяжение металла фланца заготовки в радиальном направлении, выполняют раздельными, как показано на фиг. 5 и фиг. 6, или же спряженными с периметральными перетяжными ребрами, в зависимости от конструкции штампованных деталей и сложности процесса вытяжки. Центральная часть заготовки деформируется пуансоном 1, при смыкании рабочих поверхностей пуансона 1 и матрицы 2 через толщину листа заготовки происходит окончательное формообразование элементов вытянутого полуфабриката 12. После окончания процесса формообразования ползун пресса с матрицей 2 поднимается, одновременно поднимается прижим 3 с вытянутым полуфабрикатом 12 под действием толкателей 6. В момент окончания подъема матрицы 2 срабатывает механизм для удаления вытянутых полуфабрикатов 12 из штампа, расположенный на прижиме 3. Для этого воздух подается в пневматический цилиндр 7, который через кривошип 8 и штангу 11 воздействует на продольные рейки 9. Продольные рейки 9 расположены за пределами прижимной поверхности, на них закреплены поперечные рейки 10, которые удаляют отштампованный вытянутый полуфабрикат 12 из вытяжного штампа. Поперечные рейки 10 располагаются в пазах, выполненных в выемках прижима 3 под перетяжные ребра 5. Вытянутый полуфабрикат поступает в другие штампы с оформлением окончательной формы детали.

Таким образом, предложенная конструкция штампа, по сравнению с известным уровнем, обеспечивает повышение надежности вытяжных штампов и расширение технических возможностей.

Аналогично предлагаемый штамп реализуется при вытяжке крупногабаритных деталей сложной формы на прессах двойного действия.

Наиболее эффективно использование предложенного штампа для вытяжки крупногабаритных деталей сложной формы, в первую очередь -деталей кузовов автомобилей.

1. Штамп для вытяжки крупногабаритных деталей, содержащий пуансон, матрицу с перетяжными ребрами, прижим с выемками под перетяжные ребра для осуществления дополнительного тангенциального растяжения фланца заготовки и механизм для удаления отштампованных вытянутых полуфабрикатов из штампа, отличающийся тем, что механизм удаления отштампованных вытянутых полуфабрикатов выполнен с продольными рейками, расположенными за пределами прижимной поверхности прижима, и с поперечными рейками, расположенными в пазах, выполненных в выемках прижима под перетяжные ребра.

2. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что перетяжные ребра для осуществления дополнительного тангенциального растяжения фланца заготовки и пазы под эти перетяжные ребра выполнены с возможностью расположения параллельно направлению течения металла фланца заготовки.

3. Штамп по п. 1, отличающийся тем, что перетяжные ребра для осуществления дополнительного тангенциального растяжения фланца заготовки и пазы под эти перетяжные ребра выполнены с возможностью расположения под прямым углом к направлению удаления отштампованных вытянутых полуфабрикатов из штампа.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячештампованной толстолистовой стали, предназначенной для получения штампованных изделий. Сталь содержит, мас.%: С: от 0,15 до 0,5, Si: от 0,2 до 3, Mn: от 0,5 до 3, Р: 0,05 или менее (за исключением 0), S: 0,05 или менее (за исключением 0), Al: от 0,01 до 1, В: от 0,0002 до 0,01, N: от 0,001 до 0,01%, Ti: в количестве, равном или большем чем 3,4[N]+0,01% и равном или меньшем чем 3,4[N]+0,1%, где [N] обозначает содержание (мас.%) N, остальное железо и неизбежные примеси.

Горячештампованная сталь, холоднокатаный стальной лист и способ производства горячештампованной стали // 2627313

Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячештампованной стали, используемой в автомобилестроении. Сталь содержит, мас.%: С: от 0,030 до 0,150, Si: от 0,010 до 1,00, Mn: от 0,50 до менее 1,50, Р: от 0,001 до 0,060, S: от 0,001 до 0,010, N: от 0,0005 до 0,0100, Al: от 0,010 до 0,050 и необязательно один или несколько из следующих элементов: В: от 0,0005 до 0,0020, Мо: от 0,01 до 0,50, Cr: от 0,01 до 0,50, V: от 0,001 до 0,100, Ti: от 0,001 до 0,100, Nb: от 0,001 до 0,050, Ni: от 0,01 до 1,00, Cu: от 0,01 до 1,00, Са: от 0,0005 до 0,0050 и РЗМ: от 0,0005 до 0,0050, остальное - Fe и неизбежные примеси.

Горячеформованный компонент из стального листа и способ его изготовления, а также стальной лист для горячего формования // 2625374

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению горячештампованного компонента из стального листа. Лист имеет следующий химический состав, мас.%: от 0,100 до 0,340 углерода, от 0,50 до 2,00 кремния, от 1,00 до 3,00 марганца, 0,050 или менее фосфора, 0,0100 или менее серы, от 0,001 до 1,000 растворимого алюминия, 0,0100 или менее азота, остальное - железо и примеси.

Стальной лист для горячего формования и способ изготовления стального элемента, сформованного горячей штамповкой // 2625369

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению стального элемента посредством горячей штамповки при использовании стального листа. Стальной лист включает, в мас.%, C: от 0,15 до 0,35, Si: от 1,0 до 3,0, Mn: от 1,0 до 3,0, Al: от более чем 0 вплоть до 0,10, Ti: от ([N]×48/14) до 0,10, где [N] означает количество N в стальном листе, B: от 5 млн-1 до 50 млн-1, P: от более чем 0 до менее чем 0,015, S: от более чем 0 вплоть до 0,010 и N: от более чем 0 вплоть до 0,010, остаток является железом и сопутствующими примесями.

Горячештампованная толстолистовая сталь, формованное штампованием изделие и способ изготовления формованного штампованием изделия // 2625357

Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячештампованной толстолистовой стали, пригодной для получения штампованного изделия. Сталь содержит, в мас.%: С: от 0,15 до 0,5, Si: от 0,2 до 3, Mn: от 0,5 до 3, Р: 0,05 или менее (за исключением 0), S: 0,05 или менее (за исключением 0), Al: от 0,01 до 1, В: от 0,0002 до 0,01, N: от 0,001 до 0,01, Ti: в количестве, равном или большем чем 3,4[N]+0,01, и равном или меньшем чем 3,4[N]+0,1, где [N] обозначает содержание (мас.%) N, остальное - железо и неизбежные примеси.

Способ предварительной гибки заготовки с последующей вытяжкой полуфабриката // 2623521

Изобретение относится к листовой штамповке для вытяжки полуфабрикатов изогнутых средне- и крупногабаритных кузовных деталей на листоштамповочных прессах простого действия или на многопозиционных прессах-автоматах.

Способ оценки штампуемости листового материала // 2621324

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для оценки штампуемости листового металла. Листовую заготовку из испытуемого металла в форме пластины с предварительно нанесенной координатной сеткой устанавливают на матрицу, имеющую эллипсную в плане рабочую полость, нагружают до разрушения универсальным эластичным пуансоном с полусферической формующей поверхностью и по координатной сетке определяют предельную интенсивность логарифмических деформаций, накопленную к моменту разрушения.

Пресс для глубокой вытяжки листовых деталей // 2619421

Изобретение относится к прессовому оборудованию. Пресс для глубокой вытяжки полых листовых деталей содержит станину и траверсу, соединенные колоннами.

Пуансон для вытяжки полусферических деталей с плоским дном // 2608925

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к области обработки металлов давлением, и может быть использовано для вытяжки сферических деталей с плоским дном.

Способ и штамповочный инструмент для горячей обработки давлением и закалки под давлением оцинкованных заготовок из стального листа (варианты) // 2606359

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способу горячей обработки давлением и закалки под давлением пластинчатых оцинкованных заготовок из стального листа.

Горячепрессованная стальная листовая деталь, способ ее изготовления и стальной лист для горячего прессования // 2631216

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению горячепрессованной стальной листовой детали, используемой в автомобилестроении. Сталь имеет следующий химический состав, в мас.%: C: от 0,10 до 0,34; Si: от 0,5 до 2,0; Mn: от 1,0 до 3,0; растворимый Al: от 0,001 до 1,0; P: 0,05 или менее; S: 0,01 или менее; N: 0,01 или менее; Ti: от 0 до 0,20; Nb: от 0 до 0,20; V: от 0 до 0,20; Cr: от 0 до 1,0; Mo: от 0 до 1,0; Cu: от 0 до 1,0; Ni: от 0 до 1,0; Ca: от 0 до 0,01; Mg: от 0 до 0,01; REM: от 0 до 0,01; Zr: от 0 до 0,01; B: от 0 до 0,01; Bi: от 0 до 0,01; остальное: Fe и примеси. Доля площади феррита в структуре стали на участке поверхностного слоя, протяженном в диапазоне от поверхности до глубины 15 мкм, составляет больше, чем 1,20-кратная величина доли площади феррита на участке внутреннего слоя, который представляет собой участок за исключением участка поверхностного слоя. Участок внутреннего слоя имеет структуру стали, в % площади: феррит от 10 до 70 и мартенсит от 30 до 90, а суммарная доля площади феррита и мартенсита составляет от 90 до 100. Получаемые детали имеют предел прочности при растяжении 980 МПа или более и высокие пластичность и сгибаемость. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 табл.

Способ вытяжки крупногабаритных деталей сложной формы // 2633865

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к листовой штамповке крупногабаритных деталей сложной формы. Загружают листовую заготовку в штамп, осуществляют прижим фланца заготовки, втягивание центральной части заготовки пуансоном в рабочую полость матрицы с одновременным торможением фланца заготовки перетяжными ребрами и дополнительными ребрами. Перетяжными ребрами, расположенными эквидистантно проему матрицы, создают радиальные растягивающие напряжения, а дополнительными перетяжными ребрами, выходящими за пределы заготовки, создают тангенциальные растягивающие напряжения. При этом дополнительные ребра, обращенные в сторону проема матрицы, выполняют сопряженными с перетяжными ребрами радиусами, равными 3,0-3,5 исходной толщины заготовки с учетом положительного допуска на толщину листа. Повышается точность размеров деталей. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Деталь из горячепрессованного стального листа, способ ее изготовления и стальной лист для горячего прессования // 2635056

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению горячепрессованной стальной листовой детали, используемой в автомобилестроении. Сталь имеет следующий химический состав, мас.%: C: от 0,10 до 0,34; Si: от 0,5 до 2,0; Mn: от 1,0 до 3,0; растворимый Al: от 0,001 до 1,0; P: 0,05 или менее; S: 0,01 или менее; N: 0,01 или менее; Ti: от 0 до 0,20; Nb: от 0 до 0,20; V: от 0 до 0,20; Cr: от 0 до 1,0; Mo: от 0 до 1,0; Cu: от 0 до 1,0; Ni: от 0 до 1,0; Ca: от 0 до 0,01; Mg: от 0 до 0,01; REM: от 0 до 0,01; Zr: от 0 до 0,01; B: от 0 до 0,01; Bi: от 0 до 0,01; остальное: Fe и примеси. Доля площади феррита в структуре стали на участке поверхностного слоя, протяженном от поверхности до глубины 15 мкм, является равной или меньшей, чем 1,20-кратная величина доли площади феррита на участке внутреннего слоя, который представляет собой область за исключением упомянутого участка поверхностного слоя. Участок внутреннего слоя имеет структуру стали, в % площади: феррит: от 10 до 70 и мартенсит: от 30 до 90, а суммарная площадь феррита и мартенсита составляет от 90 до 100. На участке внутреннего слоя концентрация Mn в мартенсите является равной или большей, чем 1,20-кратная величина концентрации Mn в феррите. Получаемые детали имеют предел прочности при растяжении 980 МПа или более, высокие пластичность и ударную вязкость. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.

Способ изготовления полых деталей полусферической формы из труднодеформируемого титанового сплава вт6-с // 2635210

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способу вытяжки деталей полусферической формы из труднодеформируемого титанового сплава ВТ6-С. Осуществляют предварительное утонение плоской исходной заготовки протачиванием, нагрев заготовки и ее установку в нагретую матрицу штампа и формообразование коническим прижимом в чашку с образованием равнотолщинного фланца и вытяжку полученной чашки холодным пуансоном в нагретой матрице в деталь полусферической формы в штампе с разными зазорами между коническим прижимом и матрицей и матрицей и пуансоном. При этом предварительное утонение исходной заготовки осуществляют до определенной толщины в зоне образующегося при формообразовании коническим прижимом фланца. Обеспечивают минимальное утонение донной части полусферы. 2 ил.

Способ штамповки детали полусферической формы из труднодеформируемого титанового сплава вт6-с в одном штампе // 2635990

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способу штамповки деталей полусферической формы из труднодеформируемых титановых сплавов. Предварительную вытяжку заготовки из листа в коническую чашку выполняют с применением конусного прижима. Проводят разупрочняющий отжиг заготовки, завершающую вытяжку заготовки в одном штампе. Формообразование плоских листовых заготовок при разных толщинах в коническую чашку выполняют в матрице с нагревом и определенным углом конусности матрицы и прижима. Уменьшается утонение в процессе и повышается качество деталей. 2 ил.

Способ вытяжки с интенсивной пластической деформацией и устройство для его осуществления // 2638720

Группа изобретений относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деталей типа гильз вытяжкой с утонением. Полую заготовку проталкивают через две или более матриц, расположенных одна над другой соосно с пуансоном, с последовательным уменьшением толщины стенки. При этом обеспечивают многократную интенсивную пластическую деформацию с периодически изменяющимся по периметру коэффициентом и получением переменной по периметру толщины стенки с формованием на наружной поверхности полой заготовки вдоль образующей выступов и впадин. Последующее протягивание заготовки через вторую матрицу осуществляют также с переменным по периметру зазором между пуансоном и матрицей с утонением стенки только на участках заготовки, имеющих выступы, а на заключительном этапе осуществляют формоизменение стенки в матрице с равномерным зазором между инструментом, равным толщине стенки готовой оболочки. При этом используют матрицы с контуром рабочего отверстия, выполненным с периодически меняющимся профилем, а рабочий контур последней матрицы образует с пуансоном равномерный по периметру зазор, равный толщине стенки готовой оболочки. Уменьшается коэффициент утонения и обеспечивается мелкозернистая структура. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ охлаждения для формования горячим прессованием и устройство формования горячим прессованием // 2638867

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при формовании горячим прессованием тонкого стального листа. Осуществляют охлаждение тонкого стального листа посредством подачи хладагента к эжекционному отверстию, сообщающемуся от подающего канала внутри нижней формы. При этом осуществляют предварительное охлаждение, при котором подавляется величина выброса за единицу времени хладагента из эжекционного отверстии. После этого осуществляют основное охлаждение посредством увеличения величины выброса за единицу времени. Обеспечивается однородность охлаждения тонкого стального листа и снижается деформация формы. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

Горячештампованная деталь и способ ее изготовления // 2648104

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения прочности на растяжение и ударной вязкости при низких температурах горячештампованная деталь имеет химический состав, мас.%: С 0,120-0,400, Si 0,005-2,000, Mn, или Cr, или оба из них: в совокупности 1,00-3,00, Al 0,005-0,100, B 0,0003-0,0020, P не более 0,030, S не более 0,0100, О не более 0,0070, N не более 0,0070, Ti 0-0,100, Nb 0-0,100, V 0-0,100, Ni 0%-2,00, Cu 0-2,00, Mo 0-0,50, Ca, или редкоземельный металл (REM), или оба из них: в совокупности 0-0,0300, Fe и примеси - остальное и структуру, представленную: долей участков мартенсита, или бейнита, или обоих из них: в совокупности не менее 95%, коэффициентом покрытия границы бывших аустенитных зерен карбидами на основе железа: не более 80%, и численной плотностью карбидов на основе железа в бывших аустенитных зернах: не менее 45/мкм2. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 табл.