Способ формообразования деталей двойной кривизны Советский патент 1991 года по МПК B21D11/20 

Изобретен.е относится к формообразованию изделий из листовых заготовок путем их вытяжки по магриье определенной формы 1 может найти применение в машиностроении, а также в авиационной промышленности ракетостроении, судостроении автомобильной промыч ленно т з областях гда ис- польз/ют листовой .лтер/ал

Целью изобретен я язлясгся повыше ;ие качества изделий et-/ создания одинаковых относителььЕ.г де| пргамий в поперэчных сечекщу пс д/ине матсицы

- - Ьиг i схематично тредстзвреиа боч- io5j: ная матрица эисходггедтипосле ti ттж положение рзсположеы.е исход- 11 .--готоз / и чоя./сл 1нейные гранты Чс. мленк , раев 3 rofo i /i, на пт 2 - тэ з t.. л сг) равен ва от-о тс-льни аеДорМгЗ,диЛ в центра/ьном и других поперечных сечениях стноситепьнои деформации на краях матрицы м фиг 3 i о же, для случая закрепления заготовки вначале по угловым концам

Способ осуществляют следующим образом

Ра Мс-зтр- -.У 1 укладывают листовую 3Ј- готовк/ ; криволинейными за ватз- пи 3 33d ef-у|«чо заготовку и после этого произпоолт гос-упгтельное геремеще ие jaTpn oi в погоже -- ие 1, при котором осущ стргое сч фо иосСразование изделия и листовой чзгег рки

Л я конфигурации матриц. гельнэ рзссч тывачзт кривую 3 i j я заготоски по ко опоизатем i згс- р-зт- гоотсет-1 лу сщмо i онфигурзцло

;1та„Ъ

1ЧЭ

.--«А

зажиммого захвата обеспечивающего прч обтяжке одинаковость относительных дефор мации п КЗУДОМ нагружаемом участ е гиг т

Кривую защемления кпаев зьготовки расположенных вдоль образующих поверх ности будущей детали определяют по еле дующей зависимости

У - h- h - Pi - а

где yi - расстояние от края лисга в i-ом поперечном сечении до точки кривое чри о жения защемляюще о уилия 1 п

h j- FZ lo

половига величины пгастическою удлинения о ц нтральном попе речном селении чо дли-ч, заготовки

1П0 - ширина листа ь 1 сповиях поставки

PI половина дуги готовой дет „л1/ в 1 ом поперечном течении по ее длине

а - расстояние or кромок основания матрицы в исходном положении до KpdCB ЛИСТОРОИ заготовки

2 максимальная итносителыэя ре формация листовой заюгоски при кото юй о5есг застоя необходимое LS формооб р чорание

ОЬиЯсчи л беле е п э робпо ог/ще i «с. и е способа ш л ича i г кииьои защемления листо з 1 загото к1 L0f оМ0 исходное положение верхней границы мат рицы AoEoBoCi F0r cLofv1oNo .шьем мое положени 4 верхней ранипы матрицы FBCf-DLMM в i онц аытнжч иг пдное положение LC п 1 верчн°и образую щей параболического циличдро ЛЬСТОБО/ заголовки Ai BiKoMoS iF Гм AL|Bi и DiFiCi прямолинейныеграччцы ащемле ния зон злотовки перец Вь тджкои когд ;IMCT по условиям поставки меет ширину I 0 EiFo MFFoFi лиып листовой заготовки ходящаяся в среднем поперечном сеиен)1 i перпендикулярном длине матрицы AxFiBx DxFiCx - криволинейные i оаницы защемл°г us листовой заготовки треб/емои ширины rw та 1П0 по предлагаемому способу АпЕпВч исходное полол ение .IHA е г хм матрицы до a AFBCFD ее конечное поло « ние после выгяхки листопои заготовки А А -F|Ec В|В0 CiCo F|F0 - DiD0 Dd rrj. ние громок основания матриц0 r i/1cvontiOf положении от прямолинейных грзнии Лг |В и DiF,C, AoA-EoE B0P - C0C rcf Гии h расстояпие пройденное о -к ча с t матрииы при вь1тяж1хе листовой Зспото и Относитетьчые деформации BOSHir- dtCLHi. с при защемлении лист jr ои заготовки с ip могичеиным гра нщам 1 последую си тя1чке в о а з и ы ч потгрсчныу ti e IT, l.i

рэ личны го величине Максимальные от носительные деформации f2 создаются в центральном поперечном сечении а мини мольное п по краям матрицы Aj L D i Ко D i M , FI AiK0DiГЕ|М0П

- 2

Ю

JO

i. VJ

ПС

VJ

40

4

2 f11Ь

Для левого края холостой ход матрицы ког да не совершаете деформации равен I 0К0 для правого N0S0 для центрального попе речною течения холостого хода нет Потре с/ем чтобы для цечтрапьного поперечного срчечия и других сечений относительные де Формации были одинаковыми и равными ГУ айдем в этом случае линии згщемления пипа обеспеч шающ еоднаковость от коси- тэльных деформац /и В центральном топе речном сечении матрицы точки защемления Б этом случае 1 1 и Ei F крайних попере нь х сечениях матрицы то ки ления л лота обозначим через йх и D Вх и Сх которые должны находиться Мо( ду точками AI и А0 Ui и Do Bi , В0 Ci и Со так как при таком расположении точек длина исходных линии сформируем - ьытяжкои /к рачиваегся и отног итепьная деформация npi/ постоянном 1 f о ГЈ.0 п по г патргьном перемещении с,грицы увеличивается Для поперечного сечения на левом крат матрицы относи тельная дефоомаци будет иметь вид Ах LDx- Ax KoDx

Ах Кг Dv

Jb

AX К о Ь

Ъ Ay LDX

(2) г его левого

1 г 12

В исходном остоянии лист . рая зажат в го п их Ах Dx и рассюяние Ах Dr по листу 10 которое можно представить е ице суммы составляющих

10- 2АХА0 i 7Л-,Ко(3) Посколь у кричоль чеиньи участок лис

га АОК0 в исход j )м сосгояши равен криво линейному у iac тк Г0Мо то равенство (3) перепишем в новых обоэна нн1 чх

1о-2АхАп П Г/(4)

После вытяжки пистз с ацэннои отно- iTeit-нои } н (торг нц - и расстояние vie кпу-пикаг и зящем ни А 0 по с дефор 1СС1ва1Чтму л ту поперешом сечении

j г, f 1 т 1| 1 р Ми КНО П 1 ДГГйВИТЬ В I С Мс COCIclO / ОЩИХ

110V 92A / 2 Ах Ас(5) i гы|чяя 7i д i з AI рае (а ю OBI н° JJKC

1 г ibioii i. Л I U ге i i пггце е пытяж и

I /А) Т ХОД Г Я1

п 11 v f 1ещ0 Ft on t

I Т 1 H -

(1 + Ј2)lo 2AoU 2FF0 + 2 AxAo (6) Разделив последнее равенство на (1 + Ј2) и приравняв его новую полученную правую часть правой части (4), получим

АО А х j Fo F АО LO.

В обозначениях А0АХ х0, F0F h, A0Lo р0, когда относительная деформация всюду была одинакова и равна Ј2 , последнее равенство перепишем в виде10

х- 1 h «5

Ро

Уо

Зная величины х0 и D0Di A0Aj F0F| « а и обозначая D|DX А|АХ у0, будем иметь выражение для у0

ih-po)- h-p0-a).(9)

В любом :ом поперечном сечении листовой заготовки, перпендикулярном длине матрицы, имеем

yi -(h-pi-aj.(Ю)

Величины yi определяют построение кривой защемления на двух краях листовой заготовки относительно их прямолинейных границ, обеспечивающего равенство относительных деформаций Ј2 по каждому участку нагружаемого листа. Знак минус перед скобкой в выражении (10) можно отнести к yi, что означает уменьшение исходной ширины листа на величину yi для получений точки кривой защемления, считая от каждого края листа,

Поскольку во время вытяжки листовой заготовки длина продольных образующих бочкообразной матрицы не изменяется и отсутствуют внешние растягивающие лист усилия по длине матрицы, то деформация листа по этим образующим будет также одинаковой. В конце вытяжки действие растягивающих усилий по границам защемления листа прекращается, часть упругой деформации возвращается, но сжимая одинаково лист по линиям каждого из двух семейств, ортогональным друг другу. Одно семейство линий представляет собой продольные об- разующие бочкообразной матрицы, а другое - совпадает с линиями, находящимися в сечениях, перпендикулярных ее длине. При таком последействии нетусловий, способствующих образованию участков поверхности изделия вытяжки типа Лимонной корки, как это происходит в известном способе. Следовательно, предлагаемый способ по сравнению с известным улучшает качество изделий.

Кроме того, способ позволяет за один цикл вытяжки листовой заготовки получить изделие требуемой формы в отличие от из- вестного способа, по которому требуется повторить операцию вытяжки за несколько

10

15

20

2530

35 4045 5055

циклоп наго/жения листа. Поэтому предлагаемый способ не только улучшает качество изделий но и повышает производительность труда.

Можно рассмотреть случай, чтобы относительные деформации в центральном и других поперечных сечениях листовой заготовки были такими же как на краях матрицы и равнялись fi . Уменьшить относительную /-.еформацмю в центральном поперечном сечении листовой заготовки можно, при постоянном поступательном перемещении матрица равном FF0 h, увеличивая длину деформирования менаду точками защемления листа, обозначая их Ех и Fx. Следовательно, для этого случая вытяжки иирику листа надо увеличивать на 2F|Fx 2EiEx 2yn и кривее защемления листовой заготовки пройдут через точки Di, Fx, Ci; Ai, Ex, 81. Найдем величину уц и величины yi в i-ом поперечном сечении листовой заготовки, перпендикулярном длине матрицы, учитывая соотношения

Ех М0 Fx 1

Ex Mo Fx тЕх М Fx

(И)

1 +Ј1

и постоянство хода h матрицы при вытяжке листовой заготовки при поступательном ее перемещении

h M0M E0E FoF.(12)

Фактически деформация в центральном сечении равна

2h 2FF0(13)

за счет поступательного перемещения матрицы из положения 1 в положение 11. Исходная требуемая ширина листа между зажатыми краями а этом сечении - 1 0

ilo 2EoMo + 2F0Fx 2p + 2xu, (14) где р ЕоМо ЕМ; F0FX хц После деформации в процессе вытяжки листовой заготовки ширина листа в центральном поперечном сечении станет равной (1 + + EI) о и представится в виде слагаемых составляющих

(1 + Ј1) + 2F0F + 2FoFx 2(p+h+ + хц).(15)

Поскольку ЕоМо ЕМ, то учитывая это и разделив последнее равенство на-(1 + Јi) и приравняв его новую полученную правую часть правой части равенства (14), получим

FoFx- FoF-EoMo, .(16)

Или в обозначениях h, р, Хц

Хц- -h-p(17)

Зная величины хц и FoFi а и учитывая получим

гУц

1 I. -I

1 ( ,J 1 I

I

I I

I( I

, on-i

I

v G рьу/ л гате рассмотреимя этого случая пол- и..м- гякже как и в перпух двух случаях, что нос едъ;;йя ис Ьормэция R любом попереч- мм .о 5iuiM . ггеопемдику-пярчсм длине rrp -iUbi, одпнркова iun-i его вытяжке, -ITO ;n;-evcii олзгопрмятлым условием обеспе:- ; С.м( ;О; ОДНОСГ;/ ДЭфОрМЗЦИЙ i.1 ИСКЛЮ:i-k.:-i о|Чо зпп;; и л ;-:Г;стков поверхности : :,.:-:$..,:/. / ггрмсобыаботки типа Ли

Иэзбре генле относится к формообраз ванию изделий из листовых обтяжкой с растяхеч ICM по матрице задзннсл формы и может быть /к ь маши iO- строрчии, авиационной промышленности судостроении и друих OTPJCJ S нашинос j. ie ия Це -изобар оьиг POBI «шечие кз- зз гчет исздзиия % плс. лчьск де xip at ич с. УХ се Q н я по г: че матриц Для кахдой кочфиг гатр . предваритепьг с оэсоитывают те рэ1 i Р icMi юсги кр э j сащем е- н тя зтртгз , ,о которой -1 тзм гзготзгли- взю гоотве ствую1Ц Ю конфигурацию Зсзхим Ю , оСеспечивающего при пбгя ке глинд гл,ые от-,ос/телгнь е дейсо мац/., i ка о -1 на р1,- аемом участке лис- га г ред т-ц - е ibr э перед защемлением по Kpi bD t закр«плй эт по угловым конца i ф мзводч Bbiio KKV срзлней части заготоь -1 са С тюсгурс-тельного геремеще НИР пртриц пзерх на величину холостого хорч цгя , заев заготовки Для сложной ко1 юигурац и ма.рицч ее разлагают ьа слои с повео ччлст ю по форме слизкой к бочкообОР мОЙ ИЛ . ОНИЧеСКОЙ Я 3 П ф ЛЫ 3 ИЛ jCO u«(Ч-

-.;- :ф{.; :,-:;: ;7-амсг..: способа формообра- ,с::.;;пя .гЕдолий бочлообоззнойформы соп- с.доле:; н ыми граничными условиями, Г; . с н з ; :: а и ю LUi iM и од i m род н ост ь от носи- : .-,, дешор.туць:й по направлениям нагру- . показывает, по способ применим и я . j.py.x .о зс нутых форм, напри- ;ср, :;па седла и их ко чбмнаций. Такие ;;;.:;. ;3 всегда -ож«с предствить в виде ::Gops cnoaii, полученных сечениями пер- Юнди улярно д/н-:не формы (матрицы), внут- :i; хоторь х форма меняется бочкообразно :, jU scivO к поверхности конуса, для кото- И;;:: нами уже указан способ управления от- о с -; т s л ь н ы ми деформациями по прйвлоникм нагружения на границах лис- :,Lv.:H заготовок,

. и р г/ у г а изобретения

. Спосей фурхообрззования деталей

.;..;.:;н-л : прзм; 1ущественно об/ч .-си с растяжением, зйключающийся в

;v.i CHM;i лмстов х заготовок матрицей

,; С:: ;ЬГСр- г ьХ ПЛЗСТЫЧеСКИХ ДбфОрМЗЦИЙ С

.:гч о пельным защемлением по криво:. ....- ; -;Ы;У: к. ri гурзм краев заготовки, о т л и; -, ;о :с ,; :;: с. с-- -г-и, с целью повышения

..:,: -.:: догадей . создания одинахо:;- и.; : .... оль- м/ ефсрмзц й в попереч : .::v с;-;./н;д г;о ,,у.;. мйчрицы, по кркэы

-: :--.. згч.ц;:. х..;ая агото хи, распо: .1:-: ч:: ; :ДО:-:ь сог 5ун:;и.1гх поьерхнсютм

готовой детали, при этом упомянутые кривые линии определяют по одному из следующих уравнений:

У1(Ь-Р,-а),

где у - расстояние от края листовой заготовки в 1-ом поперечном сечении до точки кривой приложения защемляющего усилия;

1 п

h 7j-Ј2l0 - половина величины пластического удлинения в центральном поперечном сечении по длине заготовки;

1П0 - ширина листа в условиях поставки; PI - половина дуги готовой детали в 1-ом поперечном сечении по ее длине;

а - расстояние от кромок основания матрицы в исходном положении до краев листовой заготовки:

Ја - максимальная относительная деформация листовой заготовки, при которой

обеспечивается необходимое ее формооР разование.

0 3. Способ по п. 1,отличающийся тем, что при сложной конфигурации матрицы ее размечают на слои с поверхностью по форме, близкой к бочкообразной или конической, а кривую защемления определяют

5 отдельно для каждого слоя при постоянной величине деформации.

4, Способ по п. 1,отличающийся тем, что обтяжка с растяжением осуществляется перемещением матрицы относи0 тельно неподвижных защемленных краев заготовки.

N

Фиг.1

О ) i и j i f/i-i v j у , i ,- j j i

- flQh-3S.- ,.,,..

Si-

j, - г

ofcsr -1 -i

fcl

S(.

5Г v

,

b,

ь. /;я

ч. //

4JS, «

5s

-&&

П

X.

. . ,,. .-гУ

I

.

|.

L

fr - -

Ч

V

Pi r

flifX- 1

x

/

/

f //

v Nsr

л/ --.

1 i О он, .uijG уМ ИИНЬ Э Ldl LRQZC еелбЈ

etfod9Q си Joixeft

I I

I

- i

J-s n

3v , j

V,- ,Jf

J, , /

0

T

-r

г

гх /v

Л , /

- .,,

-i .- csiu. j i. ™S- bf-SЈ Ki &

I H

I

/J

S

If

II

.s -fe it