|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Вытяжной формовочный инструмент для выполнения вытяжки с утонением на выпуклой формованной части, сформованной с использованием металлического листа с обработанной поверхностью в качестве исходного материала, содержащий пуансон, вставляемый в формованную часть, и матрицу с отверстием для проталкивания, в которое вместе с пуансоном проталкивают формованную часть, отличающийся тем, что отверстие для проталкивания содержит участок изгиба, расположенный на внешней кромке входной стороны отверстия для проталкивания и образованный криволинейной поверхностью, имеющей заданный радиус кривизны, и внутреннюю периферийную поверхность, которая проходит от конца радиуса участка изгиба в направлении проталкивания формованной части и вдоль которой скользит наружная поверхность формованной части в качестве реакции на относительное смещение пуансона и матрицы, причем внутренняя периферийная поверхность проходит не параллельно наружной периферийной поверхности пуансона, и между внутренней периферийной поверхностью отверстия для проталкивания и наружной периферийной поверхностью пуансона образован зазор в точке, в которой пуансон проталкивают в отверстие для проталкивания до конечной позиции вытяжки, при этом распределение зазора в направлении проталкивания соответствует неравномерному распределению, в направлении проталкивания, толщины листа формованной части до вытяжки с утонением с обеспечением постоянства в направлении проталкивания величины вытяжки с утонением, прикладываемой к формованной части. 2. Вытяжной формовочный инструмент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для выполнения вытяжки с утонением на выпуклой формованной части, сформованной с использованием металлического листа с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет менее -0,6 и не менее -1,3, в качестве исходного материала, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном обозначен как c re , а толщина листа формованной части до вытяжки с утонением, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки с утонением, обозначена как t re , выполняется отношение 0 re -c re )/t re } ×100, и величиной X, которая определена как r/t re . 3. Вытяжной формовочный инструмент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для выполнения вытяжки с утонением на выпуклой формованной части, сформованной с использованием металлического листа с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет не менее -0,6 и не более 0, в качестве исходного материала, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном обозначен как c re , а толщина листа формованной части до вытяжки, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки, обозначена как t re , выполняется отношение 0 re -c re )/t re } ×100, и величиной X, которая выражена как r/t re . 4. Вытяжной формовочный инструмент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что металлический лист с обработанной поверхностью представляет собой стальной лист с цинковым покрытием, сформованный нанесением цинкового покрытия на поверхность стального листа. 5. Способ изготовления формованного изделия, включающий этапы, согласно которым формуют выпуклую формованную часть посредством выполнения по меньшей мере одной операции формования на металлическом листе с обработанной поверхностью и выполняют вытяжку с утонением формованной части с использованием вытяжного формовочного инструмента по пп.1-4 после ее формования. 6. Способ изготовления формованного изделия по п.5, отличающийся тем, что формуют выпуклую формованную часть посредством выполнения по меньшей мере одной операции формования на металлическом листе с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет менее -0,6 и не менее -1,3, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном задан как c re , а толщина листа формованной части до вытяжки с утонением, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки, обозначена как t re , выполняется отношение 0 re -c re )/t re } ×100, и величиной X, которая определена как r/t re . 7. Способ изготовления формованного изделия по п.5, отличающийся тем, что формуют выпуклую формованную часть посредством выполнения по меньшей мере одной операции формования на металлическом листе с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет не менее -0,6 и не более 0, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном обозначен как c re , а толщина листа формованной части до вытяжки, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки, обозначена как t re , выполняется отношение 0 re -c re )/t re } ×100, и величиной X, которую определяют как r/t re . 8. Способ изготовления формованного изделия по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что металлический лист с обработанной поверхностью представляет собой стальной лист с цинковым покрытием, изготовленный путем нанесения цинкового покрытия на поверхность стального листа.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Вытяжной формовочный инструмент для выполнения вытяжки с утонением на выпуклой формованной части, сформованной с использованием металлического листа с обработанной поверхностью в качестве исходного материала, содержащий пуансон, вставляемый в формованную часть, и матрицу с отверстием для проталкивания, в которое вместе с пуансоном проталкивают формованную часть, отличающийся тем, что отверстие для проталкивания содержит участок изгиба, расположенный на внешней кромке входной стороны отверстия для проталкивания и образованный криволинейной поверхностью, имеющей заданный радиус кривизны, и внутреннюю периферийную поверхность, которая проходит от конца радиуса участка изгиба в направлении проталкивания формованной части и вдоль которой скользит наружная поверхность формованной части в качестве реакции на относительное смещение пуансона и матрицы, причем внутренняя периферийная поверхность проходит не параллельно наружной периферийной поверхности пуансона, и между внутренней периферийной поверхностью отверстия для проталкивания и наружной периферийной поверхностью пуансона образован зазор в точке, в которой пуансон проталкивают в отверстие для проталкивания до конечной позиции вытяжки, при этом распределение зазора в направлении проталкивания соответствует неравномерному распределению, в направлении проталкивания, толщины листа формованной части до вытяжки с утонением с обеспечением постоянства в направлении проталкивания величины вытяжки с утонением, прикладываемой к формованной части. 2. Вытяжной формовочный инструмент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для выполнения вытяжки с утонением на выпуклой формованной части, сформованной с использованием металлического листа с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет менее -0,6 и не менее -1,3, в качестве исходного материала, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном обозначен как c re , а толщина листа формованной части до вытяжки с утонением, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки с утонением, обозначена как t re , выполняется отношение 0 re -c re )/t re } ×100, и величиной X, которая определена как r/t re . 3. Вытяжной формовочный инструмент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для выполнения вытяжки с утонением на выпуклой формованной части, сформованной с использованием металлического листа с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет не менее -0,6 и не более 0, в качестве исходного материала, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном обозначен как c re , а толщина листа формованной части до вытяжки, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки, обозначена как t re , выполняется отношение 0 re -c re )/t re } ×100, и величиной X, которая выражена как r/t re . 4. Вытяжной формовочный инструмент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что металлический лист с обработанной поверхностью представляет собой стальной лист с цинковым покрытием, сформованный нанесением цинкового покрытия на поверхность стального листа. 5. Способ изготовления формованного изделия, включающий этапы, согласно которым формуют выпуклую формованную часть посредством выполнения по меньшей мере одной операции формования на металлическом листе с обработанной поверхностью и выполняют вытяжку с утонением формованной части с использованием вытяжного формовочного инструмента по пп.1-4 после ее формования. 6. Способ изготовления формованного изделия по п.5, отличающийся тем, что формуют выпуклую формованную часть посредством выполнения по меньшей мере одной операции формования на металлическом листе с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет менее -0,6 и не менее -1,3, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном задан как c re , а толщина листа формованной части до вытяжки с утонением, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки, обозначена как t re , выполняется отношение 0 re -c re )/t re } ×100, и величиной X, которая определена как r/t re . 7. Способ изготовления формованного изделия по п.5, отличающийся тем, что формуют выпуклую формованную часть посредством выполнения по меньшей мере одной операции формования на металлическом листе с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет не менее -0,6 и не более 0, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном обозначен как c re , а толщина листа формованной части до вытяжки, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки, обозначена как t re , выполняется отношение 0 re -c re )/t re } ×100, и величиной X, которую определяют как r/t re . 8. Способ изготовления формованного изделия по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что металлический лист с обработанной поверхностью представляет собой стальной лист с цинковым покрытием, изготовленный путем нанесения цинкового покрытия на поверхность стального листа.
Евразийское 028442 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.11.30
(21) Номер заявки 201591134
(22) Дата подачи заявки
2013.07.10 (51) Int. Cl. B21D 22/30 (2006.01)
(54)
ВЫТЯЖНОЙ ФОРМОВОЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВАННОГО ИЗДЕЛИЯ
(31) 2013-135859
(32) 2013.06.28
(33) JP
(43) 2015.11.30
(86) PCT/JP2013/068880
(87) WO 2014/207947 2014.12.31
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
НИССИН СТИЛ КО., ЛТД. (JP)
(72) Изобретатель:
Накамура Наофуми, Ямамото Юдай, Куробэ Дзюн (JP)
(74) Представитель:
Нилова М.И. (RU)
(56) JP-A-9295071
JP-A-200944599 JP-A-2010110776 JP-A-2006193776 JP-A-2004202534
(57) Вытяжной формовочный инструмент согласно настоящему изобретению содержит пуансон, вставляемый внутрь формованной части, и матрицу с отверстием для проталкивания, в которое вместе с пуансоном проталкивают формованную часть. Отверстие для проталкивания содержит участок изгиба, расположенный на внешней кромке входной стороны отверстия для проталкивания и образованный криволинейной поверхностью, имеющей заданный радиус кривизны, и внутреннюю периферийную поверхность, которая проходит от конца радиуса участка изгиба в направлении проталкивания формованной части, и вдоль которой скользит наружная поверхность формованной части в качестве реакции на относительное смещение пуансона и матрицы. Внутренняя периферийная поверхность проходит непараллельно наружной периферийной поверхности пуансона, и между внутренней периферийной поверхностью отверстия для проталкивания и наружной периферийной поверхностью пуансона образован зазор, при этом распределение зазора в направлении проталкивания соответствует неравномерному распределению, в направлении проталкивания, толщины листа формованной части до вытяжки с утонением с обеспечением постоянства в направлении проталкивания величины вытяжки с утонением, прикладываемой к формованной части.
028442 Область техники
Настоящее изобретение относится к вытяжным формовочным инструментам, используемым для вытяжки с утонением на формованной части, а также к способу изготовления формованных изделий.
Уровень техники
Выпуклую формованную часть обычно формируют посредством формования прессованием, таким как волочение с использованием металлического листа с обработанной поверхностью в качестве исходного материала. Если требуется особенно высокая точность размеров формованной части, на формованной части после ее формования выполняют вытяжку с утонением. Вытяжка с утонением - это способ обработки, при котором зазор между пуансоном и матрицей устанавливают уже толщины листа формованной части перед вытяжкой, а затем выполняют вытяжку с утонением плоской поверхности формованной части, вытягивают с использованием пуансона и матрицы, так что толщина листа формованной части соответствует зазору между пуансоном и матрицей.
В качестве применяемого для вытяжки формовочного инструмента может быть использована конфигурация, раскрытая в приведенном ниже для примера патентном документе 1. Таким образом, обычный формовочной инструмент содержит пуансон и матрицу. Пуансон - это стержневидная деталь, которую вставляют в формованную часть, при этом ее наружная периферийная поверхность в продольном направлении параллельна направлению проталкивания в отверстие матрицы для проталкивания. Матрица имеет отверстие для проталкивания, в которое вместе с пуансоном проталкивают формованную деталь.
Отверстие матрицы для проталкивания имеет участок изгиба, расположенный на внешней кромке входной стороны отверстия для проталкивания и образованный криволинейной поверхностью, имеющей заданный радиусом кривизны и внутреннюю периферийную поверхность, которая проходит от конца радиуса участка изгиба в продольном направлении параллельно направлению проталкивания в отверстие для проталкивания. Когда формованную часть проталкивают в отверстие матрицы для проталкивания, поверхность листа вытягивается с утонением посредством участка изгиба так, что ее толщина постепенно уменьшается до ширины зазора между наружной периферийной поверхностью пуансона и внутренней периферийной поверхностью отверстия матрицы для проталкивания.
Патентный документ 1: патентная заявка Японии Н5-50151.
Осуществление изобретения
Перед вытяжкой с утонением толщина листа формованной части является неравномерной в направлении проталкивания. В частности, толщина листа на задней концевой стороне формованной части в направлении проталкивания часто больше, чем толщина листа на передней концевой стороне формованной части. Причина утолщения задней концевой стороны заключается в том, что во время формования передняя концевая сторона подвергается большему растяжению, чем ее задняя концевая сторона.
В описанном выше обычном вытяжном формовочном инструменте наружная периферийная поверхность пуансона и внутренняя периферийная поверхность отверстия матрицы для проталкивания параллельны друг другу. Соответственно зазор между наружной периферийной поверхностью пуансона и внутренней периферийной поверхностью отверстия матрицы для проталкивания равномерен в направлении проталкивания, и, следовательно, утолщенная область формованной части подвергается большей вытяжке. Таким образом, соскабливается обработанный поверхностный слой изделия в утолщенной области, в результате чего могут образовываться отходы в виде порошка. Порошковые отходы являются причиной таких проблем, как, например, образование мельчайших рисок (вмятин) на поверхности формованной части после вытяжки, а также ухудшение качества продукции, изготовленной с применением формованного изделия.
Настоящее изобретение разработано для решения описанной выше проблемы, для чего была поставлена цель спроектировать вытяжной формовочный инструмент и способ изготовления формованного изделия, при котором можно избежать образования высокой нагрузки на часть слоя обработанной поверхности, благодаря чему может быть снижено количество образуемых порошковых отходов.
Вытяжной формовочный инструмент согласно настоящему изобретению представляет собой вытяжной формовочный инструмент для выполнения вытяжки с утонением на выпуклой формованной части, сформованной с использованием металлического листа с обработанной поверхностью в качестве исходного материала, содержащий пуансон, вставляемый в формованную часть, и матрицу с отверстием для проталкивания, в которое вместе с пуансоном проталкивают формованную часть, причем отверстие для проталкивания содержит участок изгиба, расположенный на внешней кромке входной стороны отверстия для проталкивания и образованный криволинейной поверхностью, имеющей заданный радиус кривизны, и внутреннюю периферийную поверхность, которая проходит от конца радиуса участка изгиба в направлении проталкивания формованной части, и вдоль которой скользит наружная поверхность формованной части в качестве реакции на относительное смещение пуансона и матрицы, причем внутренняя периферийная поверхность проходит не параллельно наружной периферийной поверхности пуансона, и между внутренней периферийной поверхностью отверстия для проталкивания и наружной периферийной поверхностью пуансона образован зазор, при этом распределение зазора в направлении проталкивания соответствует неравномерному распределению, в направлении проталкивания, толщины лис- 1
та формованной части до вытяжки с утонением с обеспечением постоянства в направлении проталкивания величины вытяжки с утонением, прикладываемой к формованной части.
Способ изготовления формованного изделия согласно настоящему изобретению содержит этапы, согласно которым: формуют выпуклую формованную часть посредством выполнения по меньшей мере одной операции формования на металлическом листе с обработанной поверхностью и выполняют вытяжку с утонением формованной части с использованием вытяжного формовочного инструмента после ее формования, при этом вытяжной формовочный инструмент содержит: пуансон, вставляемый в формованную часть, и матрицу с отверстием для проталкивания, в которое вместе с пуансоном проталкивают формованную часть; при этом отверстие для проталкивания содержит участок изгиба, расположенный на внешней кромке входной стороны отверстия для проталкивания и образованный криволинейной поверхностью, имеющей заданный радиус кривизны, и внутреннюю периферийную поверхность, которая проходит от конца радиуса участка изгиба в направлении проталкивания формованной части, и вдоль которой скользит наружная поверхность формованной части в качестве реакции на относительное смещение пуансона и матрицы, и причем внутренняя периферийная поверхность проходит не параллельно наружной периферийной поверхности пуансона, и между внутренней периферийной поверхностью отверстия для проталкивания и наружной периферийной поверхностью пуансона образован зазор, при этом распределение зазора в направлении проталкивания соответствует неравномерному распределению, в направлении проталкивания, толщины листа формованной части до вытяжки с утонением с обеспечением постоянства в направлении проталкивания величины вытяжки с утонением, прикладываемой к формованной части.
При использовании вытяжного формовочного инструмента и способа изготовления формованного изделия в соответствии с настоящим изобретением внутренняя периферийная поверхность проходит не параллельно наружной периферийной поверхности пуансона, и внутренней периферийной поверхностью образован зазор, который соответствует неравномерному распределению, в направлении проталкивания, толщины листа формованной части до вытяжки с утонением относительно наружной периферийной поверхности, чтобы обеспечивать, что величина вытяжки с утонением, прикладываемой к формованной части, остается постоянной в направлении проталкивания. Таким образом, может быть исключена высокая нагрузка на часть слоя обработанной поверхности, благодаря чему может быть снижено количество образуемых порошковых отходов.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схема процесса, демонстрирующая способ изготовления формованного изделия согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 - вид в перспективе формованного изделия, включая часть, формуемую на операции формования, показанного на фиг. 1;
фиг. 3 - вид в перспективе формованного изделия, включая формованную часть после операции вытяжки с утонением, показанной на фиг. 1;
фиг. 4 - вид в разрезе формованной части 1, показанной на фиг. 2;
фиг. 5 - вид в разрезе вытяжного формовочного инструмента, используемого на операции S2 вытяжки с утонением, показанного на фиг. 1;
фиг. 6 - увеличенный вид, изображающий периферию участка изгиба во время операции утонения, выполняемой на формованной части с применением вытяжного формовочного инструмента, показанного на фиг. 5;
фиг. 7 - схематическая иллюстрация взаимосвязи между участком изгиба по фиг. 6 и слоем покрытия стального листа с цинковым покрытием;
фиг. 8 - диаграмма, демонстрирующая асимметрию Rsk покрывающего слоя, приведенного на фиг. 6, относительно различных типов покрытия;
фиг. 9 - диаграмма, демонстрирующая зависимость между степенью утонения Y и величиной X (=r/tre) в отношении стального листа с покрытием сплавом Zn-Al-Mg, показанного на фиг. 8;
фиг. 10 - диаграмма, демонстрирующая зависимость между степенью утонения Y и величиной X (=r/tre) в отношении легированного стального листа, оцинкованного способом горячего погружения, стального листа, оцинкованного способом горячего погружения и стального листа, оцинкованного электролитическим способом, показанных на фиг. 8.
Варианты реализации изобретения
Осуществление настоящего изобретения описано ниже со ссылками на чертежи.
Первый вариант реализации изобретения.
Фиг. 1 изображает схему процесса, демонстрирующую способ изготовления формованного изделия согласно варианту реализации настоящего изобретения. Фиг. 2 изображает вид в перспективе формованного изделия, содержащего часть, формуемую в результате операции S1 формования, показанной на фиг. 1. Фиг. 3 изображает вид в перспективе формованного изделия, включая формованную часть 1 после операции S2 вытяжки, показанной на фиг. 1.
Как показано на фиг. 1, способ изготовления формованного изделия согласно варианту реализации настоящего изобретения содержит операцию S1 формования и операцию S2 вытяжки с утонением. Опе
рация S1 формования представляет собой операцию придания части 1 выпуклой формы (см. фиг. 2) посредством выполнения по меньшей мере одной операции формования металлического листа с обработанной поверхностью. Операция формования содержит операцию прессования, такую как, например, волочение или протяжка. Металлический лист с обработанной поверхностью представляет собой металлический лист, на поверхности которого образован обработанный поверхностный слой. Обработанный поверхностный слой включает нанесенный слой краски или слой покрытия. В настоящем варианте осуществления изобретения описан металлический лист с обработанной поверхностью в виде стального листа с цинковым покрытием, изготовленного путем нанесения цинкового покрытия на поверхность стального листа.
Как показано на фиг. 2, формованная часть 1 согласно настоящему варианту реализации изобретения представляет собой выпуклую часть, образованную посредством формования стального листа с цинковым покрытием в стаканообразное тело и последующего формования вершинной части стаканообраз-ного тела таким образом, что она выдвигается вперед от нее. В дальнейшем, направление от основной части 1b до вершинной части 1а формованной части 1 будет называться направление 1с проталкивания. Направление 1с проталкивания - это направление, в котором формованную часть 1 проталкивают в отверстие для проталкивания (см. фиг. 5), расположенное в матрице вытяжного формовочного инструмента, который описан ниже.
Операция S2 вытяжки с утонением - это операция для выполнения вытяжки формованной части 1 с помощью вытяжного формовочного инструмента, который описан ниже. Вытяжка с утонением - это способ обработки, при котором между пуансоном и матрицей вытяжного формовочного инструмента устанавливают зазор, который уже, чем толщина листа формованной части до вытяжки, а затем происходит вытягивание листа формованной части с помощью пуансона и матрицы так, чтобы толщина листа формованной части соответствовала зазору между пуансоном и матрицей. Иными словами, толщина листа формованной части 1 после вытяжки тоньше, чем толщина листа формованной части 1 до вытяжки.
Как показано на фиг. 3, при выполнении вытяжки с утонением уменьшается радиус кривизны наружной поверхности основной части 1b формованной части 1. Формованное изделие, изготовленное посредством операции S1 формования и операции S2 вытяжки с утонением, или, иными словами, формованное изделие, изготовленное способом формования изделия согласно настоящему варианту реализации изобретения, может применяться в различных областях, но имеет конкретное назначение, например, для картеров двигателей или подобных деталей, в которых формованная часть 1 требует высокой степени точности размеров.
Фиг. 4 - вид в разрезе формованной части 1 по фиг. 2. Как показано на фиг. 4, толщина листа формованной части 1 до вытяжки с утонением неравномерна в направлении 1с проталкивания. Более точно, толщина листа на основной части 1b формованной части 1 в направлении 1с проталкивания больше, чем толщина листа на верхней стороне 1а формованной части 1. Иными словами, толщина листа формованной части 1 постепенно уменьшается в направлении 1с проталкивания от задней концевой стороны (стороны основной части 1b) по направлению к передней концевой стороне (стороне вершинной части 1а). Причиной такого неравномерного распределения толщины листа является то, что при формовании части на операции S1 формования ее сторона вершинной части 1а растягивается в большей степени, чем сторона основной части 1b. Необходимо отметить, что степень уменьшения толщины листа в направлении 1с проталкивания может быть либо постоянной, либо неравномерной. Степень уменьшения толщины -это величина, получаемая делением разницы между толщиной t1 листа в заданной позиции и толщиной t2 листа в позиции, сдвинутой от заданной позиции на единицу расстояния d в сторону передней концевой стороны, на единицу расстояния d (=(t2-t1)/d).
Фиг. 5 - вид в разрезе вытяжного формовочного инструмента 2, используемого на операции S2 вытяжки, показанного на фиг. 1; а фиг. 6 - увеличенный вид, наглядно демонстрирующий периферию участка 211 изгиба во время операции вытяжки с утонением, выполняемой на формованной части с применением вытяжного формовочного инструмента 2, показанного на фиг. 5. На фиг. 5 вытяжной формовочный инструмент 2 включает пуансон 20 и матрицу 21. Пунсон представляет собой выпуклое тело, вставляемое в формованную часть 1, описанную выше. Наружная периферийная поверхность 20а пуансона 20 простирается параллельно направлению 1с проталкивания в отверстие матрицы для проталкивания 210.
Матрица 21 - элемент формовочного инструмента, который включает отверстие 210 для проталкивания, в которое вместе с пуансоном 20 проталкивают формованную часть 1. Отверстие 210 матрицы для проталкивания содержит участок 211 изгиба и внутреннюю периферийную поверхность 212. Участок
211 изгиба расположен на внешней кромке входной стороны отверстия 210 матрицы для проталкивания и имеет криволинейную форму с заданным радиусом кривизны. Внутренняя периферийная поверхность
212 представляет собой поверхность листа, которая проходит от конца 211а радиуса участка 211 изгиба в направлении 1с проталкивания. Конец 211а радиуса участка 211 изгиба является окончанием криволинейной поверхности участка 211 изгиба на внутренней стороне отверстия 210 матрицы для проталкивания. Указание на то, что внутренняя периферийная поверхность 212 проходит в направлении 1с проталкивания, означает, что компонента направления 1с проталкивания содержится в направлении расположения внутренней периферийной поверхности 212. Как более подробно описано ниже, внутренняя пери
211
ферийная поверхность 212 отверстия 210 матрицы для проталкивания проходит не параллельно (не проходит параллельно) наружной периферийной поверхности 20а пуансона 20.
Когда формованную часть 1 проталкивают в отверстие 210 матрицы для проталкивания вместе с пуансоном 20, как показано на фиг. 6, лист формованной части 1 утоняется участком 211 изгиба. Далее наружная поверхность формованной части 1 скользит вдоль внутренней периферийной поверхности 212 в процессе относительного смещения между пуансоном 20 и матрицей 21. Как описано выше, в вытяжном формовочном инструменте 2 согласно настоящему варианту реализации изобретения внутренняя периферийная поверхность 212 проходит не параллельно наружной периферийной поверхности 20а пуансона 20, из чего следует, что внутренняя периферийная поверхность 212 также вытягивает (утоняет) лист формованной части 1.
Для обеспечения постоянной величины утонения формованной части 1 в направлении 1с проталкивания на внутренней периферийной поверхности 212 создается зазор 212а относительно наружной периферийной поверхности 20а пуансона 20, который соответствует неравномерному распределению толщины листа в направлении 1с проталкивания формованной части 1 до вытяжки. Здесь зазор 212а является зазором между внутренней периферийной поверхностью 212 и наружной периферийной поверхностью 20а в точке, где пуансон 20 проталкивают в отверстие 210 матрицы для проталкивания вплоть до конечной позиции вытяжки, как показано на фиг. 5. Величина утонения при вытяжке - это разница между толщиной листа до вытяжки tb и толщиной листа после вытяжки t, (=tb-ta).
Иными словами, внутренняя периферийная поверхность 212 выполнена таким образом, чтобы зазор 212а относительно наружной периферийной поверхности 20а в любой позиции в направлении 1с проталкивания имел значение, полученное вычитанием постоянной величины (необходимой величины утонения) из толщины листа формованной части 1 до вытяжки в идентичной позиции. При зазоре 212а в любой позиции в направлении 1с проталкивания, обозначенном C(d), при толщине листа формованной части 1 до вытяжки в идентичной позиции, обозначенной Tb(d), а также при необходимой величине утонения, обозначенной А, внутренняя периферийная поверхность 212 должна удовлетворять условию C(d)=Tb(d)-A. Необходимо отметить, что d - это расстояние от основной части 1b формованной части 1 в направлении 1с проталкивания.
Выражаясь иными словами, внутренняя периферийная поверхность 212 выполнена таким образом, что зазор 212а между внутренней периферийной поверхностью 212 и наружной периферийной поверхностью 20а уменьшается в направлении 1с проталкивания в степени идентичной степени уменьшения толщины листа формованной части 1 в направлении 1с проталкивания до вытяжки. Если степень уменьшения толщины листа формованной части 1 в направлении 1с проталкивания до вытяжки постоянна, внутренняя периферийная поверхность 212 представляет собой прямолинейную конусную поверхность, которая проходит под углом, соответствующим степени уменьшения толщины листа формованной части 1. С другой стороны, если степень уменьшения толщины листа формованной части 1 в направлении 1с проталкивания до вытяжки неравномерна, степени уменьшения толщины листа формованной части 1 присваивается приблизительное фиксированное значение, и внутренняя периферийная поверхность 212 имеет конусную форму, которая проходит под углом, соответствующим приблизительному значению.
При указанным выполнении внутренней периферийной поверхности 212, прилагаемая на поверхность формованной части 1 нагрузка в ходе операции вытяжки с утонением может быть равномерной в направлении 1с проталкивания даже при неравномерном распределении толщины листа формованной части 1 в направлении 1с проталкивания. Следовательно, может быть исключена высокая нагрузка на часть с покрытием, и таким образом может быть предотвращена ситуация, в которой часть обработанного поверхностного слоя сильно истирается. В результате этого может быть снижен объем образуемых порошковых отходов (отходов покрытия).
Далее со ссылкой на фиг. 7 будет описан механизм образования отходов покрытия в ходе выполнения вытяжки участком 211 изгиба. Фиг. 7 представляет собой схематическую иллюстрацию взаимосвязи между участком 211 изгиба по фиг. 6 и слоем 10 покрытия стального листа с цинковым покрытием. Как показано на фиг. 7, на поверхности слоя 10 покрытия стального листа с цинковым покрытием существуют мельчайшие неровности 10а. Когда лист формованной части 1 утоняется участком 211 изгиба, как показано на фиг. 6, неровности 10а могут соскабливаться участком 211 изгиба, образуя тем самым отходы от вытяжки.
Объем образуемых отходов покрытия взаимосвязан с отношением r/t между радиусом r кривизны участка 211 изгиба и толщиной t стального листа с цинковым покрытием. При уменьшении радиуса r кривизны участка 211 изгиба увеличивается локальная асимметрия, что приводит к повышению сопротивления скольжению между поверхностью слоя 10 покрытия и участком 211 изгиба, и в результате увеличивается объем образуемых отходов покрытия. Далее, с увеличением толщины t стального листа с цинковым покрытием увеличивается степень утонения, производимого участком 211 изгиба, что ведет к повышению нагрузки на поверхность стального листа с цинковым покрытием, в результате увеличивается объем образуемых отходов покрытия. Иными словами, объем образуемых отходов покрытия увеличивается при уменьшении отношения r/t, и уменьшается при увеличении отношения r/t.
Конкретнее, толщина листа перед вытяжкой с утонением формованной части 1, зажатой в положе
нии между концом 211а радиуса и пуансоном 20 по завершении вытяжки в большей степени утоняется участком 211 изгиба. Поэтому с точки зрения снижения объема образуемых отходов покрытия, этот объем строго зависит от отношения r/tre между радиусом r кривизны участка 211 изгиба и толщиной листа tre перед вытяжкой с утонением формованной части 1, зажатой в положении между концом 211а радиуса и пуансоном 20 по завершении вытяжки.
Объем образуемых отходов покрытия также связан со степенью утонения производимой участком 211 изгиба. Если зазор между концом 211а радиуса и пуансоном 20 обозначается cre, а толщина листа tre перед вытяжкой с утонением формованной части 1, зажатой в положении между концом 211а радиуса и пуансоном 20 по завершении вытяжки обозначается tre, степень утонения имеет вид {(tre-cre)/tre}x100. Зазор cre соответствует толщине листа после вытяжки с утонением формованной части 1, зажатой в положении между концом 211а радиуса и пуансоном 20. С увеличением степени утонения повышается нагрузка на поверхность стального листа с цинковым покрытием, что приводит к увеличению объема образуемых отходов покрытия.
Фиг. 8 - диаграмма, демонстрирующая асимметрию Rsk покрывающего слоя 10, показанного на фиг. 6, относительно различных типов покрытия. Объем образуемых отходов покрытия также связан с асимметрией Rsk покрывающего слоя 10. Асимметрия Rsk определена в японском промышленном стандарте JIS В0601 и описывается следующим уравнением.
[Уравнение 1]
где Rq - среднеквадратическое значение шероховатости (=квадратный корень момента второго порядка кривой амплитудного распределения);
Jz3(x)dx - момент третьего порядка кривой амплитудного распределения.
Асимметрия Rsk представляет собой вероятность наличия выступающих участков среди неровностей 10а (см. фиг. 7) на слое 10 покрытия. При уменьшении асимметрии Rsk уменьшается количество выступающих участков, и, следовательно, снижается объем образуемых отходов покрытия. Необходимо отметить, что асимметрия Rsk описана настоящим заявителем в опубликованной японской заявке на патент № 2006-193776.
Как показано на фиг. 8, стальной лист с покрытием из сплава Zn-Al-Mg, легированный стальной лист, оцинкованный способом горячего погружения, стальной лист, оцинкованный способом горячего погружения и стальной лист, оцинкованный электролитическим способом, можно рассматривать как виды стального листа с цинковым покрытием. Типичный покрытый сплавом Zn-Al-Mg стальной лист изготавливают путем нанесения на поверхность стального листа покрытия из сплава, содержащего цинк (Zn), алюминий (Al) в массовой доле 6% и магний (Mg) в массовой доле 3%. Как показано на фиг. 8, заявитель после изучения относительной асимметрии Rsk указанных материалов выяснил, что асимметрия Rsk профиля стального листа, покрытого сплавом Zn-Al-Mg, находится в диапазоне от менее -0,6 до не менее -1,3, в то время как асимметрия Rsk прочих стальных листов с покрытием находится в диапазоне от не менее -0,6 и до не более 0.
Фиг. 9 - диаграмма, демонстрирующая зависимость между степенью утонения Y и величиной X (=r/tre) для стального листа с покрытием из сплава Zn-Al-Mg. Разработчики настоящего изобретения выполнили вытяжку с утонением покрытого сплавом Zn-Al-Mg стального листа в описанных ниже условиях с изменением степени утонения и отношения r/tre. Необходимо отметить, что толщина листа образца равнялась 1,8 мм, а плотность покрытия составляла 90 г/м2.
По оси ординат на фиг. 9 откладывают степень утонения, которую определяют как {(tre-cre)/tre}x100, а по оси абсцисс - соотношение между радиусом г кривизны участка 211 изгиба и толщиной tre листа перед вытяжкой формованной части 1, зажатой в положении между концом радиуса 211а и пуансоном 20 по завершении вытяжки, которое определяют как r/tre. Кружками отмечены варианты, при которых было возможно снизить образование отходов покрытия, а крестиками отмечены варианты, где образование отходов покрытия снизить не удалось. И далее, черными кружками отмечены результаты, для которых точность размеров отклонялась от заданных пределов.
Как показано на фиг. 9, в случае со стальным листом с покрытием из сплава Zn-Al-Mg, или, иными словами, с материалом с асимметрией Rsk менее -0,6 и не более -1,3, было подтверждено, что образование отходов покрытия может быть снижено в области ниже прямой линии, обозначенной Y = 14,6Х - 4,7, где Y - степень утонения, а X - это соотношение r/tre. Иными словами, для материала с асимметрией Rsk менее -0,6 и не менее -1,3, было подтверждено, что образование отходов покрытия может быть снижено путем определения радиуса г кривизны участка 211 изгиба и зазора cre между концом радиуса 211а и пуансоном 20 так, чтобы выполнялось условие 0 Фиг. 10 - диаграмма, демонстрирующая зависимость между степенью утонения Y и соотношением X (=r/tre) для оцинкованного способом горячего погружения легированного стального листа, для оцинкованного способом горячего погружения стального листа и для стального листа, оцинкованного электролитическим способом, показанных на фиг. 8.
Разработчики заявляемого изобретения провели подобный эксперимент в описанных ниже условиях для оцинкованного способом горячего погружения легированного стального листа, для оцинкованного способом горячего погружения стального листа и для стального листа, оцинкованного электролитическим способом. Необходимо отметить, что условия проведенного эксперимента, как и оборудование для прессования (см. табл. 3), были идентичны условиям при проведении вытяжки с утонением стального листа, покрытого сплавом Zn-Al-Mg, описанного выше. Далее, оцинкованный способом горячего погружения легированный стальной лист и оцинкованный способом горячего погружения стальной лист имели толщину листа 1,8 мм и плотность покрытия 90 г/м2, тогда как оцинкованный электролитическим способом стальной лист имел толщину листа 1,8 мм и плотность покрытия 20 г/м2.
Как показано на фиг. 10, в случае с легированным стальным листом, оцинкованным способом горячего погружения, стальным листом, оцинкованным способом горячего погружения и стальным листом, оцинкованным электролитическим способом или, иными словами, материалами с асимметрией Rsk не менее -0,6 и не более 0, было подтверждено, что образование отходов покрытия может быть снижено в области ниже прямой линии, обозначенной Y=12,3X-7,0, где Y - степень утонения, а X - это соотношение r/tre. Иными словами, для материала с асимметрией Rsk не менее -0,6 и не более 0, было подтверждено, что образование отходов покрытия может быть снижено путем определения радиуса г кривизны участка 211 изгиба и зазора cre между концом радиуса 211а и пуансоном 20 таким образом, чтобы выполнялось условие 0 Следовательно, в описанном выше вытяжном формовочном инструменте 2 и способе изготовления формованного изделия для обеспечения постоянной величины утонения формованной части 1 в направлении 1с проталкивания на внутренней периферийной поверхности 212 создается зазор 212а относительно наружной периферийной поверхности 20а пуансона 20, который соответствует неравномерному распределению толщины листа в направлении проталкивания 1с формованной части 1 до вытяжки. Таким образом, можно избежать высокой нагрузки на обработанный поверхностный слой изделия (слой 10 покрытия), в результате чего может быть снижен объем образуемых порошковых отходов (отходов покрытия). При снижении объема образуемых порошковых отходов можно устранить такие проблемы, как образование мельчайших рисок (вмятин) на поверхности формованной части 1 после вытяжки с утонением, а также ухудшение качества продукции, изготовленной с применением формованного изделия. Данная технологическая схема особенно эффективна, когда вытяжка производится на стальном листе с цинковым покрытием.
Далее, для материала с асимметрией Rsk менее -0,6, радиус r кривизны участка 211 изгиба и зазор cre между концом радиуса 211а и пуансоном 20 определяют таким образом, чтобы выполнялось условие 0 Кроме того, для материала с асимметрией Rsk не менее -0,6, радиус r кривизны участка 211 изгиба и зазор cre между концом радиуса 211а и пуансоном 20 определяют таким образом, чтобы выполнялось условие 0 Необходимо отметить, что несмотря на то, что в вышеописанном варианте реализации изобретения в качестве металлического листа с обработанной поверхностью брали стальной лист с цинковым покрытием, настоящее изобретение может применяться и к другим металлическим листам с обработанной поверхностью, например, к алюминиевым листам с нанесенным на поверхность слоем краски.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Вытяжной формовочный инструмент для выполнения вытяжки с утонением на выпуклой формованной части, сформованной с использованием металлического листа с обработанной поверхностью в качестве исходного материала, содержащий
пуансон, вставляемый в формованную часть, и
матрицу с отверстием для проталкивания, в которое вместе с пуансоном проталкивают формованную часть,
отличающийся тем, что
отверстие для проталкивания содержит участок изгиба, расположенный на внешней кромке входной стороны отверстия для проталкивания и образованный криволинейной поверхностью, имеющей заданный радиус кривизны, и внутреннюю периферийную поверхность, которая проходит от конца радиуса участка изгиба в направлении проталкивания формованной части и вдоль которой скользит наружная поверхность формованной части в качестве реакции на относительное смещение пуансона и матрицы,
причем внутренняя периферийная поверхность проходит не параллельно наружной периферийной поверхности пуансона, и
между внутренней периферийной поверхностью отверстия для проталкивания и наружной периферийной поверхностью пуансона образован зазор в точке, в которой пуансон проталкивают в отверстие для проталкивания до конечной позиции вытяжки, при этом распределение зазора в направлении проталкивания соответствует неравномерному распределению, в направлении проталкивания, толщины листа формованной части до вытяжки с утонением с обеспечением постоянства в направлении проталкивания величины вытяжки с утонением, прикладываемой к формованной части.
2. Вытяжной формовочный инструмент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для выполнения вытяжки с утонением на выпуклой формованной части, сформованной с использованием металлического листа с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет менее -0,6 и не менее -1,3, в качестве исходного материала, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном обозначен как cre, а толщина листа формованной части до вытяжки с утонением, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки с утонением, обозначена как tre, выполняется отношение 0 3. Вытяжной формовочный инструмент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для выполнения вытяжки с утонением на выпуклой формованной части, сформованной с использованием металлического листа с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет не менее -0,6 и не более 0, в качестве исходного материала, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном обозначен как cre, а толщина листа формованной части до вытяжки, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки, обозначена как tre, выполняется отношение 0 4. Вытяжной формовочный инструмент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что металлический лист с обработанной поверхностью представляет собой стальной лист с цинковым покрытием, сформованный нанесением цинкового покрытия на поверхность стального листа.
5. Способ изготовления формованного изделия, включающий этапы, согласно которым
формуют выпуклую формованную часть посредством выполнения по меньшей мере одной опера-
ции формования на металлическом листе с обработанной поверхностью и
выполняют вытяжку с утонением формованной части с использованием вытяжного формовочного инструмента по пп.1-4 после ее формования.
6. Способ изготовления формованного изделия по п.5, отличающийся тем, что формуют выпуклую формованную часть посредством выполнения по меньшей мере одной операции формования на металлическом листе с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет менее -0,6 и не менее -1,3, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном задан как cre, а толщина листа формованной части до вытяжки с утонением, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки, обозначена как tre, выполняется отношение 0 7. Способ изготовления формованного изделия по п.5, отличающийся тем, что формуют выпуклую формованную часть посредством выполнения по меньшей мере одной операции формования на металлическом листе с обработанной поверхностью, асимметрия Rsk которого составляет не менее -0,6 и не более 0, а радиус кривизны участка изгиба и зазор между концом радиуса и пуансоном определен таким
6.
образом, что, когда радиус кривизны участка изгиба задан как r, зазор между концом радиуса и пуансоном обозначен как cre, а толщина листа формованной части до вытяжки, зажатой в положении между концом радиуса и пуансоном по завершении вытяжки, обозначена как tre, выполняется отношение 0 8. Способ изготовления формованного изделия по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что металлический лист с обработанной поверхностью представляет собой стальной лист с цинковым покрытием, изготовленный путем нанесения цинкового покрытия на поверхность стального листа.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
(19)
(19)
(19)
028442
- 4 -
028442
- 10 -
|
