CZ299907B6

CZ299907B6 - Zpusob výroby plechové soucásti pro motorová vozidla

Info

Publication number: CZ299907B6
Application number: CZ20070513A
Authority: CZ
Inventors: Knaup@Hans-Jürgen
Original assignee: Benteler Automobiltechnik Gmbh
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-12-29
Also published as: JP2008055511A; DE102006040893B3; FR2905291A1; CZ2007513A3; JP4608529B2; FR2905291B1; US7654124B2; US20080053184A1

Abstract

Pri zpusobu výroby plechové soucásti pro motorovávozidla z ploštiny se tato ploština (7) na plechovou soucást (17) tvárí v tvárecím nástroji (1). Ploština (7) se nejprve ukládá na vzájemne protilehlých podélných stranách (8) mezi vnejší spodní tvárecí celisti (5). Vnejší spodní tvárecí celisti (5)se pohybují k sobe a ploština (7) se upíná. Následne se vnejší horní tvárecí celisti (6) uvádejí dosvojí uzavírací polohy a podélné strany (8) ploštiny (7) se polohove fixují mezi vnejšími spodními tvárecími celistmi (5) a vnejšími horními tvárecími celistmi (6). Pred nebo v první fázi vlastního tvárení se strední oblast (12) ploštiny (7) upíná vlisovacím nástroji (2) a vnejší tvárecí celisti (5 a 6) i lisovací nástroj (2) se pohybují relativne k sobe a plechová soucást (17) se tvárí na hotovo.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby plechové součásti pro motorová vozidla z ploštiny, přičemž ploština sc na plechovou suučási iváří v tvářecím nástroji.

lo Dosavadní stav techniky

Při sériové výrobě plechových součástí pro motorová vozidla se dnes táhnou nebo tvarově lisují součásti s relativně rovnoměrnými profily a velmi malými poloměry' s a bez přidržovačc plechu. To platí jak pro normální tváření za studená, tak také pro vytvrzování při lisování plechových součástí, při kterém se součásti v chlazeném nástroji při výchozí teplotě přes 900 °C tváří za tepla a následně se v nástroji ochlazují a tím se vytvrzují.

V důsledku rozdílného zavádění ploštiny do tvářecího nástroje, závislého na četných faktorech, kolísá poloha ořezávacích hran relativně hodně, takže u většiny součástí je potřeba dodatečně

2o ořezávání hran. Také poloha a tvar již dříve do ploštiny upravených děr kolísá občas tak hodně, že ve většině případů je nutné dodatečné děrování.

Dodatečné ořezávání a děrování je však nevýhodně zejména při součástech tvářených za tepla, vytvrzovaných při lisování. Především je k tomu nutný dodatečný pracovní krok, který' však zej25 ména u vytvrzovaných součástí tvářených za tepla není bez dalšího možné integroval do výrobního procesu. Mechanické ořezávání vyt vržených plechů také představuje velmi vysoké nároky na nástroje a stroje a vede k vysokému opotřebení nástrojů. Především je pro ořez vždy nutný přídavek materiálu. Dále jsou technické a ekonomické možnosti mechanického ostřihování ohraničeny tloušťkou plechu a průběhem řezných hran. Nad hranami sc musí materiál dělit tepelně, například prostřednictvím dělení laserem. Konečně mají mechanické a také tepelně oříznuté hrany v důsledku mikrotrhlin, vrubů a zpevnění, vznikajících při řezných operacích, horší pevnostní vlastnosti a jsou náchylné k trhlinám.

Podstata vynálezu

Základem tohoto vynálezu je tedy úkol najít způsob výroby plechové součásti pro motorová vozidla z ploštiny, u kterého již není třeba dodatečné ořezávání a/nebo děrování.

Řešení tohoto úkolu spočívá podle vynálezu ve způsobu s těmito kroky. Při výrobě plechové součástí se nejprve ploština / ocelového plechu v tvářecím nástroji ukládá na vzájemně protilehlých podélných stranách mezi vnější spodní tvářecí čelisti. Následně se vnější spodní tvářecí čelisti pohybují k sobě a ploština se upíná. K tomu se vnější spodní tvářecí čelisti pohybují přes šoupátka nebo hydraulické, příp. elektrické, servopohony rovnoměrně směrem dovnitř, takže se ploština fixuje mezi vnějšími spodními tvářecími čelistmi.

Tvářecí nástroj dále obsahuje vnější horní tvářecí čelisti. Ty se nyní uvádějí do svojí uzavírací polohy, přičemž podélné strany ploštiny se polohově fixují mezi vnějšími spodními tvářecími čelistmi a vnějšími horními tvářecími čelistmi. Vnější horní tvářecí čelisti svírají ploštinu, resp.

podélné strany ploštiny, mezi sebou a vnějšími spodními tvářecími čelistmi, přesně polohovanou a pevně, takže ploština se v průběhu tváření nemůže posunovat.

Vnější tvářecí čelisti i mezi nimi uspořádaný lisovací nástroj se potom relativně vzájemně pohybují k sobě a plechová součást se tváří na hotovo, přičemž se plechová součást může prodlužovat.

Při tom se ploština tváří kolem lisovníku lisovacího nástroje. Přitom se bere v úvahu, že se v prů- 1 CZ 299907 Bó běhu tvářecího procesu mezi tvářecími prvky tvoří přebytek materiálu, který se při vytváření plechové součást: eliminuje.

Získává sc plechová součást s definovanými oblastmi podélných hran vysoké kvality. Dodatečné 5 ořezávání plechové součásti podél podélných stran nebo také dodatečné děrování již není třeba.

Dále existuje při postupu podle vynálezu jenom velmi malý relativní pohyb mezi činnými prvky tvářecího nástroje a ploštinou. Tím jc možno, značné redukovat opotřebeni nástrojů, tvoření rýh a odírání povlaku a jejich ulpívání a usazování v nástroji. Také jinak při tažení a tvarovém lisováni nutné tvářecí štěrbiny při způsobů podle vynálezu neexistují, Tím je možno zabránit také s tím io spojeným nevýhodám, jako je vzduch mezi lisovníkem a matricí a z toho vyplývající horší kontakt plechu s chlazeným nástrojem. Při tváření za studená vysoce pevných ocelí je zvláště výhodné, že nevzniká takzvané křivení stěny výlisku a zpětné pružení profilu může být poměrně jednoduše kompenzováno prostřednictvím přehnuti.

i? Především sc nechají při tváření za tepla způsobem podle vynálezu realizovat velmi malé poloměry' součástí. Vzhledem k tomu se může zastavěný prostor, který je k dispozici, lépe využívat, stejně jako materiál, a v důsledku toho i hmotnost vozidla se může uspořit.

Především se nechají způsobem podle vynálezu v protikladu k obvyklým tažením nebo tvarovým

2o lisováním také vyrobit podříznuté plechové součásti, které se v rámci svojí elasticity nechají stáhnout z lisovníku, a to bez přídavných nákladů v jednom pracovním kroku. Od formování součástí s velmi malým podříznutím se uskutečňuje prostřednictvím jednoduchého rozehnutí v elastické oblasti. Při větších podříznutích se musí pouze lisovník nějakým mechanizmem, například takzvaným plnicím šoupátkem, vybavit k odformování.

Dále jsou zde výhodná provedení způsobu podle vynálezu, která jsou také předmětem vynálezu.

Při upínání ploštiny ve vnějších spodních tvářecích čelistech může lato dosednout na dorazy vc vnějších spodních tvářecích čelistech. Pokud je poloha dčr upravených v ploštině důležitější, to ukládají se přednostně tyto díry a ploština s děrami se fixuje na kolíkách pro zachycování ve vnějších spodních tvářecích čelistech.

Před nebo v první fází vlastního tváření se muže při způsobivém kroku středová oblast ploštiny upínat v lisovacím nástroji.

Přednostně se při tvářecím procesu vnější tvářecí čelisti, tedy vnější spodní tvářecí čelisti a vnější horní tvářecí čelisti, společně pohybují k lisovacímu nástroji a vertikálně k němu. Přitom se vnější spodní tvářecí čelisti a vnější horní tvářecí čelisti vzájemně blokují. Pohyb vnějších tvářecích čelistí se může uskutečňovat na zakřivené dráze. Dále je možné, že se posuvný pohyb vnčj4o ších tvářecích čelistí vytváří prostřednictvím klínových šoupátek a probíhá podél přímky.

Při způsobu podle vynálezu se plechová součást může tvářet jak za tepla, tak i za studená. Při tváření za tepla se výhodně provádí alespoň částečně vytvrzování plechové součásti ve tvářecím nástroji.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení, znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 až 7 tvářecí proces ploštiny z ocelového plechu ve tvářecím nástroji v různých stadiích způsobu a obr. 8 variantu způsobu podle vynálezu.

. 7

Příklady provedení vynálezu

Tvářecí proces se provádí ve tvářecím nástroji i. ze kterého je na obr, 1 až 7 znázorněna právě vždy jenom pravá polovina. U tvářecího nástroje i sc muže jednat jak o tvářecí nástroj J. za studená. tak i o tvářecí nástroj i za tepla s integrovaným chlazením.

Tvářecí nástroj 1 obsahuje lisovací nástroj 2 se spodním lisovníkem 3 a horním přidržovaěem 4, stejně jako s vnější spodní tvářecí čelistí 5 a s vnější horní tvářecí čelistí 6. Vnější tvářecí čelisti 5 io a 6 jsou ve výchozí poloze při otevřeném tvářecím nástroji 1 uspořádány s odstupem a k lisovacímu nástroji 2.

K výrobě plechově součásti J7 se ploština 7 svými podélnými stranami 8 ukládá mezi ramenovitč dorazy 9 vc vnějších spodních tvářecích čelistech 5 podle obr. I. Podélné strany 8 později tvoří i? obrys odstřižku, resp. podélné hrany hotové součásti. Pokud má být poloha děr. upravených předem v ploštině 7. s ohledem na pozdější součást zachována geometricky přesně, zachycují se tyto díry na kolíkách JO pro zachycování, jak je znázorněno na obr. 2, a fixuji se ve vnějších spodních tvářecích čelistech 5.

Vnější spodní tvářecí čelisti 5 se pak přes šoupátko nebo hydraulický, příp. elektrický, servopohon JJ_ stejnoměrně pohybují směrem dovnitř, aby sc ploština 7 mezi dora/y 9 sevřela, příp. se prostřednictvím kolíků JO pro zachycování fixovala v děrách. Aby se dosáhlo jistého založení, bere se přitom v úvahu, že se plech poněkud vyklene, jak je možno seznat na obr. 2.

V příštím způsobovém kroku podle obr, 3 se vnější horní tvářecí čelisti ó uvádí do jejich uzavírací polohy a podélné strany 8 ploštiny 7 se polohově fixují mezi vnějšími spodními tvářecími čelistmi 5 a vnějšími horními tvářecími čelistmi 6, Vnější horní tvářecí čelisti ó svírají podélné strany 8 ploštiny 7 mezi sebou a vnějšími spodními tvářecími čelistmi 5, přesně polohované a tak pevně, že se ploština 7 v průběhu tvářecího procesu nemůže přesunout,

Před nebo v první fázi vlastního tváření se střední oblast J2 ploštiny 7 upíná mezi lisovníkem 3 a přidržovaěem 4 lisovacího nástroje 2.

V průběhu uzavíracího pohybu se vnější tvářecí čelisti 5 a 6 mechanicky např, přes zakřivené dráhy 13. jak je znázorněno na obr. 4, nakloněné roviny a podobně, nebo prostřednictvím hydraulických, příp. elektrických, pohonů pohybují za zmenšení odstupu a tak směrem dovnitř na lisovací nástroj 2 a vertikálně, že nevzniká žádný relativní pohyb mezi ploštinou 7 a tvářecími čelistmi 5. 6 a vzniká nanejvýš nepatrný přebytek materiálu v ne upnutých volných oblastech 14 ploštiny 7. Vnější horní tvářecí čelisti 6 se přitom tvarovým nebo třecím stykem s vnějšími spodin nimi tvářecími čelistmi 5, tak zablokovávají, příp, spřahují, že se s vnějšími spodními tvářecími čelistmi 5, pohybují směrem dovnitř, takže vzniká synchronní chod mezi vnějšími tvářecími čelistmi 5 a 6. Tento pohyb může být, pokud je to nutné, vytvářen nebo podporován také oddělenými servopohony.

V průběhu tváření se ploština 7 ohýbá přes tvářecí poloměry J5 na lisovní ku 3 a tvářecí poloměry J6 na vnějších horních tvářecích čelistech 6 bez relativních pohybů, kterč by stály za zmínku, mezi lisovníkem 3, resp. vnější horní tvářecí čelistí 6, a ploštinou 7 podle obr. 5.

Krátce před spodní úvratí tvářecího nástroje i dosahují vnější tvářecí čelisti 5 a 6 svojí horizontu tální koncovou polohu podle obr. 6, takže ploština 7, resp. z ní vytvořená plechová součást J_7 je při dalším uzavíracím pohybu přes lisovník 3 tažena podle šipky P a vytvářena podle obr. 7. Prostřednictvím tím vytvořeného více nebo ménč velkého prodloužení materiálu se mohou případná kolísání rozměrů ploštiny 7 stejně jako prostřednictvím opotřebení nástrojů nebo jinými příčinami podmíněné odchylky od požadované geometrie vyrovnával. Získá sc plechová součást J7 o vysoké kvalitě a definovaných podélných stranách 8. resp. hranách plechové součásti J_7. Doda- j CZ 299907 B6 tečný ořez plechové součásti ]7 podél podélných stran 8 není potřebný. Poloha předdčrovaných oblastí ploštiny 7 vc vztahu k hotové plechové součásti [7 se zachovává.

Varianta způsobu podle vynálezu sc dá vysvětlit pomocí obr. 8. Také z tvářecího nástroje L8 podle obr. 8 jc znázorněna jenom pravá polovina. Tvářecí nástroj 18 obsahuje opět lisovací nástroj 2 se spodním lisovníkem 3 a horním přidržovačcm 4, stejně jako s vnějšími spodními tvářecími čelistmi 5 a vnějšími hoiníiiii tvářecími čelistmi 6.

Ploština 7 se svými podélnými stranami 8 ukládá a upíná mezi dorazy 9 ve vnějších spodních io tvářecích čelistech 5 a prostřednictvím vnějších horních tvářecích čelistí 6 polohově fixuje. Následně sc vnější tvářecí čelisti 5 a 6 pohybují na lisovací nástroj 2 a vertikálně k němu. To se uskutečňuje prostřednictvím klínových šoupátek Γ9 podél lineárního vedení 20 na šikmo probíhajících přímkách 21. Obecně horizontální pohyb je na obr. 8 označen prostřednictvím šipky H, vertikální pohyb prostřednictvím šipky V. Lineární pohyb dolů vnějších tvářecích čelistí 5 a 6 iš prostřednictvím klínových šoupátek I_9 na přímkách 2J je označen prostřednictvím šipky L.

V protikladu k pomocí obr. 1 až 7 popsaného postupu sc ploština 7 při tvářecím procesu neupíná mezi lisovník 3 a přídržovač 4. Při uzavíracím pohybu vnějších tvářecích čelistí 5 a 6 sc ploština 7 vybouluje směrem nahoru a potom se prostřednictvím vnějších tvářecích čelistí 5 a 6 přes

2o lisovník 3 tváří na hotovo na plechovou součást 17, včetně případně nutného prodlužovacího postupu. V průběhu tvářecího procesu se může mezí tvářecími prvky, tedy vnějšími tvářecími čelistmi 5 a 6 a lisovníkem 3, tvořit přebytek materiálu, který sc při vytváření plechové součásti 12 eliminuje.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

3f)

1. Způsob výroby plechové součásti pro motorová vozidla z ploštiny (7). přičemž ploština (7) se na plechovou součást (17) tváří v tvářecím nástroji (17). v y z n a č u j i c í s c následujícími kroky:

a) ploština (7) se ukládá na vzájemně protilehlých podélných stranách (8) mezi vnější spodní tvářecí čelisti (5).

b) vnější spodní tvářecí čelisti (5) se pohybují k sobě a ploština (7) se upíná,

c) vnější horní tvářecí čelisti (6) se uvádějí do svojí uzavírací polohy a podélné strany (8) ploštiny (7) sc polohově fixují mezi vnějšími spodními tvářecími čelistmi (5) a vnějšími horními tvářecími čelistmi (6),

d) vnější tvářecí čelisti (5 a 6) a lisovací nástroj (2) sc pohybují relativně k sobě,

e) plechová součást (17) se tváří na hotovo.
2. Způsob podle nároku L vy zn ač uj í c í se t í m , že se pří způsobovém kroku d) středová oblast ploštiny (7) upíná v lisovacím nástroji (2).
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j í c í se t í m , že ploština (7) dosedne na dorazech (9) ve vnějších spodních tvářecích čelistech (5).
4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3. v y z n a č u j í c í se tím, že se ploština (7) 50 fixuje na kolíkách (10) pro zachycovaní ve vnějších spodních tvářecích čelistech (5).
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, v y z n a č u j í c í s c t í ni. že se vnější tvářecí čelisti (5 a 6) pohybují k lisovacímu nástroji (2) a vertikálně k němu.

.4CZ 299907 Bó
6. Způsob podle nároku 5, v y z n a c u j í c í se t í m . že se vnější tvářecí čelisti (5 a 6) pohybují na zakřivené dráze (13).

5
7. Způsob podle nároku 5, v y z n a č u j í c í se tím, že se vnější tvářecí čelisti (5 a 6) pohybují podél přímky (21), io
8, Způsob podle některého z nároků 1 až 7, v y z π a č u j í c í se tím část (17) při tváření na hotovo prodlužuje.

že se plechová sou
9, Způsob podle některého z nároku 1 až 8, v y z n a č u j í c í se tím tvářecí čelist (5) a vnější horní tvářecí čelist (6) vzájemně blokují.

že se vnější spodní
10. Způsob podle některého z nároků 1 až 9. v y z n a č u j í c í se t í m , že se plechová součást (17) v tvářecím nástroji (1) tváří za tepla a alespoň částečně se vytvrzuje.
11. Způsob podle některého z nároků 1 až 9. v y z n a ě uj í c í se t í m . že se plechová součást (17) v tvářecím nástroj i (1) tváří za studená.