Металлический элемент сотового заполнителя и способ его изготовления Советский патент 1985 года по МПК B21D13/00 B21D47/00 

2,Элемент по п. 1, отличающий с я тем, что дополнитбУтьные участки полок образованы согнутыми концевыми участками полосы,

3.Элемент поп, 2, отличаю щ-и и с я тем, что дополнительные участки выполнены с краями, расположенными -на прилегающих к .полкам частях гофрированной полосы,

4.Элемент по п. 1, отличающийся тем, что дополнительные участки и полки скреплены друг с другом, , ,.

5,Способ изготовления металлического элемента сотового заполнителя для использования вместе со множеством идентичных элементов при изготовлении сотовой панели, включающий отгибку на полосе верхней и нижней по лок и гофрирование полосы с образованйем на вершинах и впадинах гофр чередующихся соединительных узлов, о тличающийся тем, что перед отгибкой полок противоположные кромки полосы перегибают с образованием, (двойных слоев материала, а соединительные узлы выполнены в виде выступов и углублений, форма которых соответствует друг другу,

6,Способ по п, 5, отличающийся тем, что на полках и дополнительных участках в местах соединения элементов сотового заполнителя выполняют прорези,

7.Способ по п, 6, отличающийся тем, что перед перегибом кромок полосы на линиях перегиба выполняют два ряда отверстий, образующих после перегиба прорези.

&, Способ по п. 6, о т л и ч аю щ и и с я тем, что прорези на полках и дополнительных участках образуют перед отгибкой полок.

1. Металлически элемент сотового заполнителя для использования I вместе со множеством идентичных элементов при изготовлении сотовой панели, выполненный в виде гофрированной полосы с верхней и нижней полками, расположенными перпендикулярно полосе, и с размещенными на вершинах и впадинах гофр соединительными узлами, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы элемента за счет повышения его сопротивления растягивающим напряжениям . в направлении, перпендикулярном направлению полок, на полках выполнены дополнительные участки, расположенные под верхней и над нижней полками, а соединительные узлы выполнены в виде размещенных соответственно на вершинах и впадинах гофр вставных и гнездовых узлов, каждый вставной узел о имеет форму, соответствующую, форме О) углубления каждого гнездового узла.

, ,

Изобретение относится к обработке металлов давлением, т; частности к изготовлению металлических элементов сотового заполнителя для использования вместе со множеством щ:(ентршньтх элементов при изготовлении сотовой панели,

Известен металлический элемент сотового заполнителя., выполненный в виде гофрированной полосы с верхней и нижней полками, равположенными перпендикулярно и с размещенными на вершинах и впадинах гофр соединительными узлами, в которой вершины гофр имеют прорези для облегчения д€1формации лент сердечника в гофрированную конфигурацию и наслоения лент сердечника друг на друга, а также способ изготовления металлического элемента5 заключающийся в отгибке на полосе верхней и нижней полок и гофрировании полосы с образованием на вершинах и впадинах гофр чередующихся соединительных узлов j .

При использовании таких лент сердечника с прорезями нет поверхностей соединения на прорезанных участкак ленты сердечника для присоединения к внутренним поверхностям наложенных облицовочных листов панели. Следоватепьно, сопротивление получаемой в результате панели к натяжению в направлении плоскости уменьшается на 15-2С%.

Традиционный процесс формирования заготовок ленты сердечника Предполагает нарезание лент или полосок металла из сравнительно широких листов материала. В результате нарезки образуются микротрещины на противоположных краях ленты или полосы, а также ее наклеп результате необходимость отжига после нарезания заготовки. Однако далее на отожженной заготовке остаются микротрещины на противоположных краях материалов из нержавеющей стали, используемых при производстве заготовок. Следовательно, когда заготовки подвергаются исключительно высокой деформации, возникающей в результате взаимного вставления выступающих и ответных узлов, характерных для известных структур сердечников, микротрещины сильно увеличиваются, приводя к значительному ослаблению нагрузочных характеристик структуры сердечника и возможноети растрескивания ее при деформации в формовочных штампах и/или последу ющей обработке. Цель изобретения - повышение срока службы элемента за счет повышения его сопротивления растягивающим напряжениям в направлении, перпендикулярном направлению полок. С этой целью в металлическом, эле менте сотового заполнителя для использования вместе со множеством ид тичных элементов при изготовлении с товой панели, выполненном в виде гоф рированной полосы-с верхней и нижней полками, расположенными перпенд кулярно полосе, и с размещенными на вершинах и впадинах гофр соединител ными узлами, на полках выполнены дополнительные участки, расположенные под верхней и над нижней полками, а соединительные узлы выполнены в виде размеш,енных соответственно на вершинах и впадинах гофр вставных и гнездовых узлов, каждый вставной узел имеет углубления каждого гнездового узла. Дополнительные участки полок образованы согнутыми концевыми участками полосы. Дополнительные участки выполнены с краями, расположенными на прилегающих к полкам частям гофрированной полосы. Дополнительные участки и полки скреплены друг с другом. В способе изготовления металличес кого элемента сотового заполнителя для использования вместе со множеством идентичных элементов при изготов лении сотовой панели, включающем отгибку на полосе верхней и нижней полок и гофрирование полосы с образо ванием на. вершинах и впадинах гофр чередующихся соединительных узлов, перед отгибкой полок противоположные кромки полосы перегибают с образован ем двойных слоев материала, а соединительные узлы выполняют в виде выступов и углублений, форма которых соответствует друг другу; На полках и дополнительных участках в .местах соединения элементов сотового заполнителя выполняют прорези. Перед перегибом кромок полосы на линиях перегиба выполняют два ряда отверстий, образующих после перегиба прорези. Прорези на полках и дополнительных участках образуют перед отгибкой полок. На фиг. 1 представлен металлический элемент ленты сердечника, над которой произведена первая операция образования отверстий в соответствии со способом; на фиг. 2 - металлический элемент после первой операции сгибания; на фиг. 3 - получение металлического элемента ленты сердечника на второй операции сгибания из заготовок, изображённых на фиг, 1 и 2; на фиг. 4 часть готовой ленты сердечника после формирования ленты в гофрированную конфигурацию; на фиг..5 - часть варианта заготовки элемента ленты сердечника; на фиг. 6 - модифицированная заготовка ленты сердечника, изображенная на фиг. 5; на фиг. 7 - лента сердечника, полученная из заготовки, изображенной на фиг. 5; на фиг. 8 завершенная лента сердечника, полученная из заготовки, изображенной на фиг. 5; на фиг. 9 - вариант заготовки ленты сердечника; на фиг. 10 увеличенный частичный вид по линии 10 на фиг, 3; на фиг. 11 - вариант способа ползчения прорезей; на фиг. 12 - вариант заготовки сердечника и ленты сердечника; на фиг. 13сцепление лент сердечников, изображенных на фиг. 12; на фиг. 14 - вид с вертикальным разрезом А-А на фиг .13. Металлический элемент сотового заполнителя изготавливают из заготовки 1 ленты сердечника, имеющей множество круглых отверстий 2, образованных в ней вблизи краёв и расположенных по прямой линии на расстоянии от краев 3 внутрь заготовки для облегчения выполнения дополнительных операций. Размеры и форма отверстий 2 могут быть различными, так как вместо отверстий 2 можно получить отверстия не только круглые, но и эллиптические. Кроме того, краевое расстояние между внешними- периметрами отверстий 2 и краями 3 заготовки 1 ленты может выбираться различным для того, чтобы отнести внешние периметры отверстий 2 на необходимое расстояние от краев 3 заготовки. Поскольку периметры отверстий 2 непрерывны, они могут быть полученыри помош одного или нескольких бьтных пуансонов, которые пробивают 5 весь наруясный край, долговечны и мо гут поддерживаться в оптимальном состоянии с минимальными трудозатра тами по обслуживанию. Прорези могут быть образованы в противоположных краях удвоенных фланцев заготовки ленты сердечника прорезанием или другими способами. Однако функция прорезей остается той же - облегчение образования из ленты сердечника гофрированной конфигурации, После получения отверстий 2 перфорацией их в непрерывной прямой линии на расстоянии друг от друга вблизи краев заготовки ленты сердеч ника заготовку ленты сердечника под вергают первой операции сгибания, . в результате получаются сложенные края 4, что одновременно приводит к уменьшению размеров отверстий 2 и они превращаются в полукругль е прор зи 5 на противоположных краях заготовки 1. Во время первой операции сгибания, которой подвергают заготовку 1, может образоваться небольшой буртик 6 на краю сгиба,, в резул тате получается непрерывное отверстие 7, окр гженное буртиком 6. Образование б фтика 6 исключает возможность повреждения краев сложенных частей при использовании материалов, которые приобретают твердость или ломкость. При применении более вязких материалов буртика может не быть и по.сле первой операции сгибания може получиться сгиб с полным контактом. Затем заготовку 1 подвергают вто рой операции, как показано на фиг.З при которой сложенные края подвергаются второй операции сгибания, .в которой отогнутые края располагают в плоскостях, практически перпен дикулярных вертикально расположенно промежуточной части полотна 8. Кроме того5 внутренние края уд воений ложатся поверх полотна 8, Он могут быть прикреплены к полотну серией сварных соед,ине11ИЙ 9 (рис, 2) Сложенные края 4, образующие удвоения, могут иметь такие размеры что внутренний край удвоения лежит на соединении фланца и стенки полотна и не ложится на стенку полотна. В этой конструкции удвоение может быть приварено к первичному фланцу, а не к стенке полотна, если необходимо приварить удвоение. 756 После этого заготовку 1 (фиг.З). можно превратить в последующей one- , рации в ленту 10 сердечника (рис,4) путем придания синусодиальной или гофрированной формы ленте 10 сердечника, полукруглые прорези 5 на выступающих узлах 11 ленты сердечника будут практически закрыты за исключением сравнительно малого отверстия 12, Участки выступающих узлов 11 деформированы, чтобы можно бьшо вставлять их в соответствующие ответные узлы 13, Создание прорезей 5 облегчает деформацию, так как нет избытка материала, нарушающего поверхность деформированшлх частей. Прорези 5 на ответных узлах 13 существенно распшрены, чтобы можно бьто вставить в них недеформированпые и неуменьшенные выступающие узлы 11, Следовательно, несмотря на наличие прорезей 5 во фланцах, образованных сдвоенными краями А, имеется практически конструктивная непрерывность. Другой вариант заготовки 14 ленты сердечника представлен на фиг, 5, где имеется множество сравнительных квадратных или прямоугольных отверстий 15, образованных в заготовке 14 таким же способом и в таком же расположении, что и круглые отверстия 2 в заготовке 1, Заготовку 14 подвергают первоначальной операции сгибания, в результате получаются соответствующие сгибы, или удвоения, 16 и уменьшаются размеры прямоугольных или круглых отверстий 15, и получаются V-образные прорези 17 на краях 18 заготовки 14, Имеется также буртик 19 с очень малым отверстием 20, предотвращающим растрескивание приобретшего твердость материала. Затем осуществляется вторая операция, сгибания, в результате сложенные края располагаются в плоскости, практически перпендикулярной центральной части 21 заготовки 14, Тогда прорези 17 располагаются горизонтально. Конечная операция состоит в гофрировании заготовки, в результате получается готовая лента сердечника, аналогичная изображенной на фиг. 8, в которой полное закрывание прорезей 17 происходит на вершинах 22 гофрированной полосы 23 и существенное закрывание прорезей 17 происходит у основаНИИ 24 гофр, в результате получается выступающая часть вершин 25 и ответная часть прорезей 17 у оснований 24 гофр. Хотя описано получение трех конфигурации отверстий (круглых, тсвад- ратных и прямоугольных), очевидно, что могут использоваться другие конфигурации для придания формы прорези противоположными краям заготовки и ленты сердечника. На фиг. 10 изображен увеличенный элемент, иллюстрирующий образование отверстия путем получения буртика 26 в сложенной части заготовки 1. Известны ленты сердечников, в которых на противоположных краях гофрированных лент расположена серия однослойных согнутых под прямым углом сгибов или лепестков. Если необходима такая конфигурация ленты сердечника с одним слоем материала на противоположных согнутых краях, последовательность операхщй способа может быть изменена исключением первой операции сгибания, и разрезанием заготовки 27 по продольным линиям 28 (фиг. 11) для прорезей в краях заготовки перед сгибанием . .или складыванием краев практически перпендикулярно. Хотя возможно получение множества по лосок заготовки для первоначального формирования различных форм отверстий, которые превращаются в окончательном виде в прорези соответствующих лент сердечника, можно использовать большой лист материала сердечника, как показано на фиг. 9 (поз.29), в котором множества линий 30 отверстий могут быть получены мно гократными операциями перфорирования или аналогично.. После этого большие листы материала сердечника, который может представлять собой непрерывную пшрокую ленту материала сердечника, подаваемую с рулона, могут быть разрезаны на заготовки типа изображенных на фиг. 1 и 5, или на заготовки с необходимыми размерами и конфигурацией отверстия; Несмотря на получение буртика 26 во время первой операции сгиба разрью может вызвать отделение сгиба от остальной части заготовки. Для предотвращения этого могут быть сделаны прихваточные сварные соединения 9, показанные на фиг. 2, которые гарантируют, что физическое при срепление сложенных краев к остальной части заготовки сохранится до тех пор, пока получившаяся лента сердечника будет надежно прикреплена сваркой или другими средствами в рабочем состоянии к соседнему облицовочному листу. Желательно, чтобы прихваточные сварные соединения 9 бьши расположены на участках сгибов, которое лежат поверх полотна 8 получившейся ленты сердечника, что показано на фиг. 3, когда сгибы лежат поверх стенки полотна. . Другие конфигурации металлического элемента ленты сердечника показаны на фиг. 12, на которых заготовка ленты сердечника 31 вьшолнена при помощи непрерывного прессования в ленту сердечника 32 (фиг. 12). Лента сердечника 31 отличается тем, что прорези 33 создаются в сдвоенных краях 34 заготовки вырезанием, при котором прорези 33 прорубаются пуансонами в сдвоенных краях 34 после образования сдвоенных краев. Кроме того, заготовка ленты сердечника 31 отличается тем, что прорези 33 расположены на большем расстоянии от непрерывной серии прорезей, или в указанных заготовке и ленте сердечника, в результате прорези 33 будут только на каждом втором узле получающейся ленты сердечника 32. . Лента сердечника 32 имеет гофрированную конфигурацию и полотно 35 со сдвоенными фланцами 36 на ее противоположных краях, Лента сердечника имеет выступающие узлы 37 и ответные 38, Выступающие узлы 37 имеют прорези 33, которые уменьшаются до очень малого отверстия 39 при деформации выступающих узлов 37, что позволяет им входить в ответные узлы 38, как показано на фиг. 13. Ответные узлы 38 не имеют прорезей, у них конфигурация, изображенная на фиг. 12-14 при гофрировании. Наличие прорезей 33 в выступающих узлах 37 исключает образование складок и нерегулярностей, которые появляются, если прорези 33 не способствуют деформации материала на выступающих узлах. Следовательно, достигается лучшее вхождение друг в друга выступаюшр х и ответных узлов 37 и 38. На фиг. 13 и 14 показано, как выступающие узлы 37 входят в ответные узлы 38, Локализованная деформация выступающих узлов 37 и исключеиие складок в точке локализованной -деформации путем создания проре зей 33 обеспечивает плотное сцепление наложенных друг на друга лент сердечника 32. Кроме того, как пока зано на фиг, 14, соединение выступа ющих и. ответных узлов 37 и 38 дает четыре слоя материала, состоящего из удвоений фланцев .36 для вхожде. ния пятого слоя материала, состояще го из облицовочных листов (не показаны) на каждой стороне панели, в которой установлен или сконстрзп1ров сердечник. Вместо изготовления заготовок ленты сердечника с заранее полученн ми отверстиями можно изготовить заг товку и из нее лекту сердечника с непрерывными фланцами. Фланцы дефор мируют для получения взаимодействующих выступающ гх и ответных узлов и для придания гофрированной конфигурации ленте сердечника путем использования соответствующих штампов или другого инструмента. Кроме того, можно также сделать прорези в заранее полученном непрерывном фланце сер.|(е-п1ика путем вьфезания, что связано с исполь зованием uiTaMFJOB, прорубаютцих проре в заранее образованных сложенных краях заготовки ленты сердечника. Кроме того, что сдвоенные участки улучшают механические характерис тики панепи, в которой используется лента сердечника со сдвоенными участками, они позволяют исключить операции, использовавшиеся в изестjHbDc способах для таких устройств. После разрезания лент сердечника они должны быть отожжены поточно или пачками. Полоса ленты сердечника мо жет быть отожжена в вакууме для уст ранения части микротрещин. Благодаря исключению операций от жига первая операция с ибания и пол чающаяся в результате конструкция со - сдвоенным краем значительно умен шает затраты на изготовление ленты сердечника. Это объясняется TeMj чт микротрещины в крае среза располага ся, поверх полотна или прилегающей области получившейся ленты сердечни в местах, где удлинение ни гтожно и микротрещины не влияют на механические характеристики ленты сердечника и получающейся панели, В результате использования сложенных или сдвоенных краев нет необходимости в закругленных краях, которые необходимо создавать травлением и/или огневой чисткой на краях среза ранее известных лент сердечника, так как удвоения на -краях ленты заготовки автоматически дают закругленный край, и острые края участков срезов ленты сердечника расположены в зоне почти : нулевой деформации, когда ленте сердечника придается гофрированная конфигурация. Сдвоенный край получает наклеп и имеет остаточные растягивающие напряжения, создаваемые при деформации заготовки ленты сердечника с приобретением гофрированной конфигурации. Это объясняется тем, что при возникновении напряжений, он:-1 расположены под углом 90° друг к другу. Сдвоенный край ленты сердечника обуславливает то, что прочность на разрьш плоскости сдвоенного фланца намного больше, чем у известной однофланцевой конструкции. Разрушение соединения между фланцем и облицовочным листом происходит на краю сварного соединения, в результате отрыва ленты сердечника от сварного соединения. Если создан одноаюйный фланец на ленте сердечника, сопротивление сразу намного меньше сопротивления двойного фланца вследствие того, что сварной шов проходит через два слоя материала фланца, повышая прочность сварного соединения. Кроме того, сопротивление панели, содерлсащей ленты сердечника, имеющие, сдвоенные фланцы, усталости к плоскому натяжению и усталости на срез сердечника намного повышается вследствие усиливающего эффекта сдвоенного фланца, Преимущество в использовании металлического элемента ленты сердечника при изготовлении ленты сердечника различных конфигураций состоит в исключении операции отжига, поскольку край с наклепом полосы или ленты; из которой формируется заготовка, расположен внутри получившегося края ленты сердечника и, следовательно, не работает и не влияет разрушительным образом на физическую работу ленты сердечника.

Для обеспечения максимальной эффективности заготовок, используемых в известных конструкциях, полосы, из которьрс изготовили ленты сердечника, помещали в травильный раствор после разрезания, чтобы ползгчить радиус на ее противоположных краях и чтобы по возможности устранить в них концентрации напряжений, присутствующие в острой квадратной кромке, удлиненной при формировании фланца приемного узла.

Необходимость в такой операции травления исключена благодаря тому.

что кромка разреза ленты используемой для формирования заготовки, и получающаяся лента серце кпка уже не расположены в зоне большого удлинения, и сложенный край, который удлиняется, имеет естественный радиус, полз ающийся при сгибе.

Устранение значительной части края с наклепом полосы, используемой для формирования заготовки сердечника, особенно важно в случае титана, поскольку устраняется сложная операция отжига в вакуумной печи.

15