Устройство для соединения продавливанием листовых заготовок Советский патент 1993 года по МПК B21D39/03 

Изобретение относится к устройству для соединения металлических листов, в частности к соединению продавливанием.

Цель изобретения - создание такого устройства для соединения металлических листов, при котором матрица имеет . упрощенную, занимающую меньше места конструкцию и при котором полученные, прочные на кручение точки соединения имеют в направлении, параллельном к поверхностям листов, одинаковую прочность на растяжение во всех направлениях, несмотря на овальную форму. Последний положи- тельный эффект очень важен для конструкторов, так как ему позже не надо согласовывать направление зажимания соединяющих инструментов с нагрузкой заготовки.

Вышеизложенная задача решается за счет того, что контур пуансона имеет меньшую разность размеров по отношению к контуру матрицы в направлении отклонения режущих частей, чем в направлении вертикально к ней. Деформация материала при продавливании является в соответствии с этим анизотропной, при следующей операции расширения также анизотропной, так что обе анизотропии компенсируют друг друга и точка соединения имеет константную прочность на растяжение во всех направлениях параллельно к поверхности соединяемых листов.

Согласно одному из вариантов выпол- нения устройства по изобретению контур режущих частей ограничен с одной стороны их конечными поверхностями и с другой стороны - кромкой, выполненной в наковальне

W

Ё

00

ю ю

Ю ч| Ю

СА

выемки. Ограничение в наковальне способствует тому, что материал расширяется целенаправленно в направлении пружинящих режущих частей. Благодаря этому снижается требуемая глубина входа пуансона и не- обходимое усилие давления для получения точки соединения. Во многих случаях применения, например, в приборах домашнего обихода, автомобилях и т.п. такие точки соединения видны для потребителя и поэтому они должны иметь приятный вид, в частности, они выполняются круглыми по типу заклепочных головок. Согласно еще одному варианту выполнения изобретения контур пуансона и матрицы выполнены таким обра- зом, что точка соединения имеет на стороне пуансона форму овала с уступом, в то время как со стороны матрицы она имеет форму круглого выступа. Режущие части могут быть снабжены соответствующим покрыти- ем для повышения прочности и предотвращения сваривания.

Предпочтительным является такое выполнение, при котором функции резания и эластичного отклонения режущих частей отделены друг от друга таким образом, что сами режущие части не деформируются, а предварительно напрягаются плоскими пружинами относительно наковальни. Для режущих частей тогда можно применять вы- сокопрочный материал, позволяющий соединение твердых листов, например из высококачественной стали. С другой стороны плоские пружины можно выбирать такими мягкими, что режущие части уже при минимальной нагрузке отклоняются. Это позволяет соединение тонких листов из мягкого материала, например, из алюминия. Таким образом устройством согласно изобретению можно соединять листы из алю- миния толщиной в 0,2 мм, что до сих пор не было возможно известными устройствами.

Предпочтительным является также такое выполнение, при котором режущие части опираются на открытые опоры основания и под этими опорами предусмотрены улавливающие загрязнения полости.

Кроме того, режущие кромки со стороны матрицы за круглен ы.благодаря чему снижа- ются до минимума возможные перенапряжения,

Фиг. 1 показывает продольный разрез пуансона и матрицы первой формы выполнения.

Фиг, 2 - сечение по линии А-А фиг. 1, причем здесь показана плоскость сечений фигуры 1.

Фиг, 3 - показывает вид сверху готового соединения ео стороны пуансона.

Фиг. 4 показывает вид сверху готового соединения со стороны матрицы.

Фиг. 5 соответственно 6 показывают сечения по линии Б-Б. соответственно Б-Б фиг. 3, однако в увеличенном масштабе.

Фиг. 7 показывает аналогично фиг. 2 матрицу по второй форме выполнения.

Фиг. 8 - перспективное изображение наковальни, режущей части и пружины матрицы по фиг. 7.

Фиг. 9 другая форма выполнения пуансона на фиг. 1 в аналогичном виде сбоку.

Показанный на фиг. 1 и 2 набор инструментов, состоящий из пуансона 1 и матрицы 2, зажат в (не показанное) зажимное приспособление, и движется по направлению стрелки А, чтобы соединять два или более расположенных между пуансоном и матрицей листов 3. Матрица состоит из центральной наковальни 4 с выемкой 5, на дне которого находится рабочая поверхность 6, и двух режущих частей 7, которые имеют здесь форму плоских пружин. При ходе прижимного приспособления лист продавливается пуансоном в выемку матрицы, при ограничении его режущими частями 7 и отрезками 8 наковальни с обеих сторон выемки 5, и если продавливание останавливается рабочими поверхностями 6 наковальни, продавленный материал течет сбоку, так как режущие части могут эластично отклоняться. .. : -.;

Контур пуансона овальный, как это видно на фиг. 3, выемка матрицы имеет также приблизительно овальную форму (см. фиг. 8). Контур пуансона отступает назад по отношению к контуру матрицы таким образом, что при соединении ни один из листов не прорезается и размеры неодинаковы в обеих определяемых плоскостями резания плоскостях.

Размер А четко больше, чем размер В, и это отражается на форму поперечного сечения готового соединения, как показано на фиг. 5 и 6. В плоскости Б-Б остаются более толстые материалы продавливания, чем в зоне холодного прессования в плоскости В-В, причем размеры А и В. а также рабочий угол согласованы друг с другом таким образом, что прочность на растяжение соединения в направлении параллельном соединяемым листам по крайней мере приблизительно равна. Как видно из фиг. 3 и 4, точка соединения на обеих сторонах имеет хороший эстетический вид.

Изображение по фиг. 1 и 2 является довольно схематическим, чтобы пояснить сущность изобретения. Выполненная таким образом матрица имеет значительные недостатки. Во-первых, для режущих частей необходимо найти компромисс между прочностью и эластичностью, а во-вторых, нельзя исключить то, что при соединении стружка заготовок может попасть в зазор между наковальней и режущими инструментами и постоянно его распирать, что ухудшает работы по соединению.

Поэтому конструкция по фиг. 7 и 8 является для матрицы предпочтительной. Режущие части опираются на режущую кромку 9 основания 10 с возможностью отклонения и удерживаются плоскими пружинами 11 в положении прилегания к наковальне 3, Режущие части могут поэтому изготавливаться из очень твердого материала. В то время как плоские пружины беспрепятственно обеЈ- печивают применение в фазе расширения материала. Опоры режущих частей выполнены здесь с обращенным к пуансону дуговым покрытием, так что загрязнения из зоны опор падают вниз. Наковальня под его рабочей зоной втянута во внутрь, так что образуются полости 12 для сбора стружки и других загрязнений, Эти полости 12 лежат под опорами 9. Наковальня, основание и плоские пружины могут быть связаны друге другом, причем на фиг. 7 показана ось 13 возможного соединительного элемента, могущего иметь любое выполнение.

Для того, чтобы режущие части удерживались на их опорах 9, режущие части имеют вырезы 14, в которые входят загнутые язычки 15 соответствующей плоской пружины 11. Свободные концы этих язычков снабжены уголками 16, которые охватывают соответствующую режущую часть с геометрическим замыканием. Необходимое для этого пространство создается благодаря втягиванию наковальни.

Образование стружки можно снизить и даже совсем прекратить в том случае, если кромки 17 наковальни и кромки 18 режущих частей закруглены.

Фиг. 9 показывает форму пуансона, при которой глубина входа пуансона ограничена бунтом 19, который насаживается на верхнюю сторону листа, находящегося со стороны пуансона. Такое выполнение рекомендуется при тонких, мягких соединяемых листах. Кроме того, такое прессующее приспособление может не иметь ограничения хода, а только ограничение усилия, что при, например, гидравлическом приводе просто осуществить.

Формула изобретения

1.Устройство для соединения продав- ливанием листовых заготовок, содержащее пуансон и матрицу, имеющую стационар5 ную наковальню и два эластично отклоняемые в заданном направлении режущие кромки, причем обращенная к пуансону сторона матрицы имеет замкнутый рабочий контур, а периметр пуансона меньше, чем

0 периметр матрицы, отличающееся тем, что контур пуансона имеет в направлении отклонения режущих частей меньшую разность размеров относительно контура матрицы, чем в направлении,

5 перпендикулярном к нему, а наковальня выполнена с жесткими стенками, ограничивающими течение материала соединяемых заготовок,

2.Устройство по п. 1,отличающее- 0 с я тем, что контуры пуансона и матрицы

выполнены со стороны пуансона в виде овала с уступом, а со стороны матрицы - в виде круглого выступа,

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличаю- 5 щ е е с я тем. что режущие части матрицы

установлены на основании шарнирно и снабжены плоскими пружинами.

4.Устройство по пп. 1-3, о т л и ч а ю- щ е е с я тем. что режущие части и плоские

0 пружины связаны одна с другой с геометрическим замыканием.

5.Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что режущие части матрицы установлены на наковальне посредством от5 крытых опор с режущими кромками со стороны основания.

6.Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что между наковальней и основанием выполнена полость, продолжа0 ющаяся в зазоре между наковальней и режущими частями.

7.Устройство по пп. 1-6, отличающееся тем, что режущие кромки режущих частей выполнены закругленными.

5 8, Устройство по пп. 1-7, отличаю- щ ее с я тем, что обращенная к пуансону кромка выемки наковальни выполнена закругленной.

9.Устройство по пп, 1-8, отличаю- 0 щееся тем,что режущие кромки выполнены с износостойким покрытием.

10.Устройство по пп. 1-9, отличающееся тем, что пуансон выполнен с буртом, ограничивающим глубину его вхо5 да.

Изобретение относится к устройству для соединения продавливанием листовых заготовок. Такое устройство содержит пуансон и матрицу, имеющую стационарную наковальню и две эластично отклоняемые в заданном направлении режущие части, причем обращенная к пуансону сторона матрицы ограничивает замкнутый матричный контур зоны продавливания. при этом пуан- сонный контур меньше, чем матричный контур. Для снижения габаритов устройства и повышения качества соединения пуансон- ный контур имеет в направлении отклонения режущих частей меньшую разность размеров относительно матричного контура, чем в направлении вертикально к нему, причем прочность на растяжение соединения параллельно к поверхности заготовок изотропная. 9з.п. ф-лы, 9 ил.

tw&

тглф

SS

у

9

ш

-

6166281

12

Я

Фиг

17

-//

Фиг в