PL B1. Sposób dokładnego wykrawania elementów z blach i otworów oraz wykrojnik do realizacji tego sposobu

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. B21D 28/06 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Sposób dokładnego wykrawania elementów z blach i otworów oraz wykrojnik do realizacji tego sposobu (73) Uprawniony z patentu: Politechnika Rzeszowska im.ignacego Łukasiewicza,Rzeszów,PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 02/04 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 02/09 (72) Twórca(y) wynalazku: Stanisław Kut,Wielkopole Skrzyńskie,PL Jacek Mucha,Ropczyce,PL Feliks Stachowicz,Rzeszów,PL (74) Pełnomocnik: Trala Bronisław, Politechnika Rzeszowska im.ignacego Łukasiewicza PL B1 (57) 1. Sposób dokładnego wykrawania elementów z blach i otworów, znamienny tym, że blachę stanowiącą półwyrób (10) lub element (13), w którym jest wykonywany otwór, wstępnie się wygina w strefie wykrawania pod kątem 1 do 30 w stosunku do płaszczyzny wykrawanego profilu, wypukłością w kierunku stempla (18) wykrojnika, poprzez docisk do powierzchni czołowej (7) matrycy (5), po czym wykonuje się wykrawanie. 2. Wykrojnik do dokładnego wykrawania elementów z blach i otworów, zawierający nieruchomą płytę dolną z umocowaną matrycą, przesuwną na kolumnach płytę górną ze stemplem połączonym przesuwnie z dociskaczem, znamienny tym, że powierzchnia czołowa (7) matrycy (5) jest nachylona pod kątem 1 do 30 w stosunku do płaszczyzny wykrawanego profilu w kierunku do płyty dolnej (1) wykrojnika.

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób dokładnego wykrawania z blach wyrobów o różnym obrysie zewnętrznym, jak również wykonywanie poprzez dokładne wykrawanie otworów oraz wykrojnik umożliwiający realizacje tego sposobu. Powszechnie znaną wadą dotychczas stosowanego sposobu wykrawania wyrobów z blachy przy stosowaniu klasycznych rozwiązań stempli i wykrojników jest wczesne pękanie wzdłuż obrzeży wyrobu, które jest spowodowane występowaniem momentu gnącego wywołanego naciskiem stempla na wycinany element, a w konsekwencji powstaniem naprężeń rozciągających powodujących znacznie wcześniejsze naruszenie spójności materiału niż w przypadku naprężeń ściskających. Konsekwencją opisanego zjawiska wyginania oraz pękania są określone niedokładności kształtu gotowego wyrobu, duża chropowatość oraz pochylenie powierzchni rozdzielenia. Wymienione usterki wymuszają bardzo często stosowanie dodatkowych operacji wykańczania wyrobów, co znacznie może podrożyć proces ich wytworzenia. Wymienione wady można wyeliminować poprzez stosowanie procesu wykrawania dokładnego, którego główną istotą jest wywieranie dodatkowych naprężeń ściskających w strefie działania narzędzi tnących, co ma na celu kompensacje niekorzystnych naprężeń rozciągających w trakcie procesu wycinania i zbliżenie się do czystego ścinania. Dotychczas najczęściej stosowanym sposobem wykrawania dokładnego z blach jest metoda ze spęczaniem wokół wycinanego obrysu za pomocą grani klinowej. Grań klinowa jest wykonana na powierzchni czołowej dociskacza blachy oraz powierzchni natarcia matrycy. Kształt i wymiary grani klinowej są uzależnione od kształtu wykrawanego wyrobu. Kompensacja naprężeń rozciągających uzyskiwana jest poprzez wciskanie wymienionych grani w wykrawane blachy w określonej odległości od linii cięcia. Uzyskane tym sposobem wykrawania części lub otwory są znacznie lepszej jakości niż opisane na wstępie, uzyskane przez wykrawanie klasyczne, bez stosowania naprężeń ściskających kompensujących, jednak sam proces posiada wady, do których zalicza się konieczność stosowania specjalnych pras podwójnego, a nawet potrójnego działania w celu wcześniejszego wciśnięcia grani, stosowania małych luzów między stemplem a matrycą - 0,01 grubości wykrawanej blachy - co może być trudne do uzyskania, zwłaszcza przy złożonej linii cięcia. Opisany sposób, poza wymienionymi wadami, wymaga stosowania przeciwstempla, co znacznie komplikuje budowę wykrojnika, jak również trudną do wykonania jest sama grań klinowa, zwłaszcza przy złożonym kształcie linii cięcia oraz optymalne określenie jej kształtu i położenia z punktu widzenia pozytywnego skutku jej działania. Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad dotychczas stosowanych sposobów wykrawania poprzez opracowanie nowego sposobu wykrawania dokładnego oraz odpowiedniej konstrukcji wykrojnika umożliwiającego realizację tego sposobu. Zgodnie z wynalazkiem sposób dokładnego wykrawania elementów z blach polega na wstępnym wygięciu blachy w strefie wykrawania stanowiącej półwyrób, lub elementu, w którym jest wykrawany otwór, pod kątem 1 do 30 w stosunku do płaszczyzny wykrawanego profilu, wypukłością w kierunku stempla wykrojnika poprzez docisk do powierzchni czołowej matrycy. Wykrojnik, na którym dokonuje się wykrawania elementów z blachy lub otworów w tego typu elementach, zawierający nieruchomą płytę dolną z umocowaną nieruchomo matrycą, przesuwną na kolumnach płytę górną ze stemplem, połączonym przesuwnie z dociskaczem, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że powierzchnia czołowa matrycy jest nachylona pod kątem 1 do 30 w stosunku do płaszczyzny wykrawanego profilu w kierunku do podstawy wykrojnika. Efektem zastosowania rozwiązania według wynalazku jest możliwość realizacji dokładnego wykrawania na każdej prasie, jak również obniżenie kosztów wykrojnika poprzez uproszczenie jego budowy, zwłaszcza wyeliminowanie przeciwstempla. Poza tym uzyskano znaczne zwiększenie gładkości powierzchni bocznej wykrawanego profilu przy równoczesnym zminimalizowaniu, a niekiedy całkowitym wyeliminowaniu, fazy pękania objawiającej się w strefie bocznej wyrobu. Pozwala to na zmniejszenie kosztów obróbki wykańczającej wykrojonych profili. Dodatkowym efektem jest zmniejszenie hałasu w procesie wykrawania, co jest rezultatem amortyzacji uderzenia stempla o wykrawany półwyrób przez wypukły profil powstały w wyniku opisanego wcześniej wygięcia wykrawanego półwyrobu. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładowych wykonaniach i zobrazowany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przedmiot wykonywany sposobem według wynalazku w widoku, fig. 2 - ten przedmiot w przekroju, fig. 3 - wykrojnik zgodny z wynalazkiem w schematycznym ujęciu

3 PL B1 3 z umieszczonym materiałem do wykrawania przedmiotu według obrysu zewnętrznego, fig. 4 - ten sam wykrojnik w stanie docisku materiału do matrycy, fig. 5 - również ten sam wykrojnik po dokonaniu wykroju, fig. 6 - wykrojnik zgodny z wynalazkiem z umieszczonym półwyrobem, wykrojonym według obrysu zewnętrznego, fig. 7 - ten sam wykrojnik w stanie docisku półwyrobu do matrycy, fig. 8 - ten sam wykrojnik po wykrojeniu otworu w półwyrobie. W przykładowym wykonaniu przedstawiono wykonanie krzywki mimośrodowej o zewnętrznym obrysie kołowym o średnicy D = 35 mm i grubości g = 3 mm z otworem o średnicy d = 12 mm przesuniętym z osi obrysu zewnętrznego o wielkość e = 3 mm. Do realizacji sposobu dokładnego wykrawania według wynalazku opracowano wykrojnik posiadający płytę dolną 1 z umieszczonymi na niej kolumnami prowadzącymi 2, na których przesuwnie poprzez tuleje 3 umieszczona jest płyta górna 4. W płycie dolnej 1 osadzona jest matryca 5 z otworem 6 o średnicy wymaganego wymiaru wykrawanego wyrobu. Powierzchnia czołowa 7 matrycy 5 jest pochylona w kierunku płyty dolnej pod kątem α = 4 w stosunku do płaszczyzny wycinanego elementu. Do płyty górnej 4 na stałe jest przymocowany stempel 8 oraz przesuwnie na nim usytuowany dociskacz 9 wykrawanego materiału 10, który na stałe jest połączony z płytą górną 4 poprzez sprężyny 11 i 12. W celu wykrojenia półwyrobu 13 wymienionej na wstępie krzywki, po zamocowaniu opisanego wykrojnika na prasie - nie uwidocznionej na rysunku - na powierzchni 7 matrycy 5 umieszcza się taśmę z blachy o grubości g = 3 mm, jak to przedstawiono na fig. 3. Po włączeniu ruchu głównego prasy, płyta górna 4 wykrojnika jest przesuwana w dół w kierunku matrycy 5, wraz z dociskiem 9 i stemplem 8. W pierwszej fazie pracy wykrojnika docisk 9 dociska wykrawany materiał 10 do górnej płaszczyzny 7 matrycy 5, powodując jego wygięcie wypukłością w kierunku stempla 8, co z kolei przedstawia fig. 4. W trakcie dalszego przemieszczania płyty górnej 4, stempel 8 naciska na wygięty materiał 10, prostuje go wywołując głównie w strefie cięcia naprężenia ściskające. W trakcie dalszego ruchu stempla 8 następuje wykrojenie półwyrobu 13 wymienionej wcześniej krzywki mimośrodowej, jak to uwidoczniono na fig. 5. Z kolei w celu wykonania mimośrodowego otworu w półwyrobie 13, nakłada się go na górną płaszczyznę matrycy 5 z dwoma kołkami bazowymi 14, po czym uruchamia prasę. W wyniku przesuwu płyty górnej 15 wykrojnika ze stemplem 16 i dociskaczem 17 o odpowiednich wymiarach do wielkości wykrawanego otworu, w kierunku nieruchomej matrycy 18 z otworem, również dostosowanym do wymiarów stempla 16, następuje wykrojenie otworu, którego poszczególne fazy analogicznie jak przy wykrawaniu półwyrobu 13 przedstawiono na fig. 6, fig. 7 i fig. 8. Otrzymany wyrób w pełni potwierdza wykazane wcześniej efekty jakościowe nowego sposobu wykrawania dokładnego. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób dokładnego wykrawania elementów z blach i otworów, znamienny tym, że blachę stanowiącą półwyrób (10) lub element (13), w którym jest wykonywany otwór, wstępnie się wygina w strefie wykrawania pod kątem 1 do 30 w stosunku do płaszczyzny wykrawanego profilu, wypukłością w kierunku stempla (18) wykrojnika, poprzez docisk do powierzchni czołowej (7) matrycy (5), po czym wykonuje się wykrawanie. 2. Wykrojnik do dokładnego wykrawania elementów z blach i otworów, zawierający nieruchomą płytę dolną z umocowaną matrycą, przesuwną na kolumnach płytę górną ze stemplem połączonym przesuwnie z dociskaczem, znamienny tym, że powierzchnia czołowa (7) matrycy (5) jest nachylona pod kątem 1 do 30 w stosunku do płaszczyzny wykrawanego profilu w kierunku do płyty dolnej (1) wykrojnika.

4 4 PL B1 Rysunki

5 PL B1 5

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.