(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) D ata zgłoszenia: (51) IntCl6: B21D 35/00 (54) Sposób i tłocznik do wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 22/93 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 07/95 (73)Uprawniony z patentu: Zakład Aparatury Elektrycznej "ELESTER" (72) Twórcy wynalazku: Leszek Korabiewski, Łódź, PL Jan Mądry, Łódź, PL Kazimierz Straszak, Łódź, PL (74) Pełnomocnik: Żywioł Henryk PL B1 (57) 1. Sposób wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, wykorzystujący proces tłoczenia i wycinania otworu wstępnego, znamienny tym, że w elemencie wycina się otwór wstępny o kształcie wieloboku foremnego, a następnie formuje się okrągły otwór z wywiniętym obrzeżem. 2. Sposób wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, wykorzystujący proces tłoczenia i wycinania otworu wstępnego, znamienny tym, że w elemencie wycina się okrągły otwór wstępny z wycięciami promieniowymi biegnącymi w głąb materiału, następnie formuje się okrągły otwór z wywiniętym obrzeżem. fig. 7

2 Sposób i tłocznik do wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, wykorzystujący proces tłoczenia i wycinania otworu wstępnego, znamienny tym, że w elemencie wycina się otwór wstępny o kształcie wieloboku foremnego, a następnie formuje się okrągły otwór z wywiniętym obrzeżem. 2. Sposób wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, wykorzystujący proces tłoczenia i wycinania otworu wstępnego, znamienny tym, że w elemencie wycina się okrągły otwór wstępny z wycięciami promieniowymi biegnącymi w głąb materiału, następnie formuje się okrągły otwór z wywiniętym obrzeżem. 3. Tłocznik do wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zawierający stempel i matrycę, znamienny tym, że ma stempel (4) o przekroju poprzecznym w kształcie wieloboku foremnego, usytuowany współosiowo z otworem (12) matrycy (11), który również ma kształt wieloboku foremnego, do wycinania w elemencie otworu wstępnego oraz dwustopniowy stempel walcowy (5), ułożony współosiowo z okrągłym otworem (13) matrycy (11), do wywijania obrzeża i do kształtowania w elemencie okrągłego otworu. 4. Tłocznik do wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zawierający stempel i matrycę, znamienny tym, że ma stempel (4) o przekroju poprzecznym w kształcie koła z żeberkami promieniowymi, usytuowany współosiowo z otworem w matrycy (11), który ma kształt koła z wycięciami promieniowymi biegnącymi w głąb materiału, do wycinania w elemencie otworu wstępnego oraz dwustopniowy stempel walcowy (5), usytuowany współosiowo z okrągłym otworem (13) matrycy (11), do wywijania obrzeża i kształtowania w elemencie okrągłego otworu. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób i tłocznik do wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, stosowany przy wytwarzaniu elementów metodą obróbki plastycznej na zimno, używanych np. w przemyśle elektrotechnicznym. Znany sposób otrzymywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem pod gwint, w elementach z blachy lub taśmy, polega na wykonywaniu tych otworów przy użyciu tłocznika mającego stempel walcowany z zakończeniem stożkowym, współpracujący z otworem matrycy tłocznika. Zakończeniem stożkowym stempla przebija się punktowo materiał elementu, a następnie dalszą jego częścią formuje się kształt otworu okrągłego i jego obrzeża w otworze matrycy tłocznika. Znany, drugi sposób uzyskiwania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem pod gwint, w elementach z blachy lub taśmy, obejmuje dwie fazy robocze. W pierwszej fazie roboczej wycina się w materiale elementu okrągły otwór wstępny o małej średnicy, a w drugiej fazie roboczej formuje się kształt większego otworu okrągłego i jego obrzeża stemplem walcowym w otworze matrycy. W sposobie tym, w zależności od konstrukcji tłocznika, realizuje się fazę wycinania otworu wstępnego o małej średnicy i fazę kształtowania większego otworu okrągłego i jego obrzeża w dwóch osobnych taktach lub w jednym takcie, co ma miejsce w przypadku użycia tłocznika ze stemplem dwustopniowym, dziurkująco - wywijającym. Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr sposób i tłocznik do wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, zwłaszcza otworów pod gwint. Sposób polega na tym, że w materiale elementu wykonuje się okrągłe wytłoczenie wstępne, przy czym materiał z dna wytłoczenia wstępnego wyciska się i przemieszcza

3 promieniowo na boki wytłoczenia, następnie wycina się otwór okrągły w dnie wytłoczenia wstępnego, a potem przeprowadza się operację końcowego kształtowania otworu okrągłego i jego obrzeża. Tłocznik wg powyższego opisu patentowego ma wstawkę formującą, umieszczoną w pierwszym otworze matrycy i usytuowaną współosiowo ze stemplem walcowym, do kształtowania wytłoczenia wstępnego oraz dwustopniowy stempel walcowy, ułożony współosiowo z drugim otworem matrycy, do wycinania otworu okrągłego w wytłoczeniu wstępnym oraz do końcowego kształtowania otworu okrągłego i jego obrzeża. Niedogodnością sposobu pierwszego jest niska jakość otworu okrągłego z obrzeżem, spowodowana znacznymi pęknięciami materiału, występującymi na krawędzi obrzeża, co w wielu przypadkach uniemożliwia stosowanie tego sposobu. Jakość otworu okrągłego z wywiniętym obrzeżem uzyskiwana sposobem drugim jest lepsza od jakości otworu uzyskiwanego sposobem pierwszym, lecz występuje ograniczenie wysokości obrzeża, które nie przekracza dwóch grubości materiału wyjściowego. Przy skrajnych wysokościach obrzeża, możliwych do uzyskania tym sposobem, na krawędzi obrzeża występują ślady pęknięć, które obniżają wytrzymałość mechaniczną otworu okrągłego z wywiniętym obrzeżem. Niedogodnością sposobu według polskiego opisu patentowego nr jest to, że nie nadaje się on do stosowania do blach i taśm o małej grubości. Następną niedogodnością powyższego sposobu jest stosunkowo mały zakres średnic otworów z wywiniętym obrzeżem otrzymywanych tym sposobem, nieprzekraczający trzech grubości blachy lub taśmy. Sposób wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, według wynalazku, wykorzystuje proces tłoczenia oraz wycinania otworu wstępnego i charakteryzuje się tym, że w elemencie wycina się otwór wstępny o kształcie wieloboku foremnego, a następnie formuje się okrągły otwór z wywiniętym obrzeżem. Tłocznik do wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, według wynalazku, zawiera stempel oraz matrycę i charakteryzuje się tym, że ma stempel o przekroju poprzecznym w kształcie wieloboku foremnego, usytuowany współosiowo z otworem matrycy, który również ma kształt wieloboku foremnego, do wycinania w elemencie otworu wstępnego oraz dwustopniowy stempel walcowy, ułożony współosiowo z okrągłym otworem matrycy, do wywijania obrzeża i kształtowania w elemencie okrągłego otworu. Odmiana sposobu wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, według wynalazku, wykorzystuje proces tłoczenia oraz wycinania otworu wstępnego i charakteryzuje się tym, że w elemencie wycina się okrągły otwór wstępny z wycięciami promieniowymi biegnącymi w głąb materiału, a następnie formuje się okrągły otwór z wywiniętym obrzeżem. Odmiana tłocznika do wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, według wynalazku, zawiera stempel oraz matrycę i charakteryzuje się tym, że ma stempel o przekroju poprzecznym w kształcie koła z żeberkami promieniowymi, usytuowany współosiowo z otworem matrycy, który ma kształt koła z wycięciami promieniowymi biegnącymi w głąb materiału, do wycinania w elemencie otworu wstępnego oraz dwustopniowy stempel walcowy, ułożony współosiowo z okrągłym otworem matrycy, do wywijania obrzeża i kształtowania w elemencie okrągłego otworu. Zaletą sposobu i tłocznika do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub z taśmy, według wynalazku, jest uzyskiwanie dużej wysokości wywiniętego obrzeża, która, w zależności od grubości materiału blachy lub taśmy i kształtu otworu wstępnego, jest większa od dziesięciu do osiemdziesięciu procent od wysokości obrzeża możliwej do uzyskania innymi, znanymi sposobami, przy równoczesnym otrzymywaniu krawędzi obrzeża bez śladów pęknięć, co zapewnia dużą wytrzymałość mechaniczną obrzeża, a w efekcie wysoką jakość otworu okrągłego z wywiniętym obrzeżem. Drugą zaletą sposobu i tłocznika według wynalazku jest to, że nadaje się on do stosowania do cienkich blach mających szerokie zastosowanie np. w przemyśle elektrotechnicznym. Następną zaletą sposobu i tłocznika zgodnego z wynalazkiem jest możliwość uzyskiwania stosunkowo dużego zakresu średnic otworów z wywiniętym obrzeżem, rozpoczynającym się od dwu i półkrotnej grubości materiału blachy lub taśmy.

4 Wynalazek zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 do 4 przedstawiają różne kształty otworu wstępnego w postaci wieloboków foremnych, fig. 5 przedstawia otwór okrągły z wywiniętym obrzeżem w przekroju poprzecznym, fig. 6 przedstawia okrągły otwór wstępny z wycięciami biegnącymi w głąb materiału, według odmiany wynalazku, a fig. 7 przedstawia tłocznik w przekroju poprzecznym. Sposób wykonywania otworów okrągłych z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, według wynalazku, jest realizowany w dwóch taktach roboczych. W pierwszym takcie roboczym, za pomocą stempla 4 o przekroju poprzecznym w kształcie kwadratu z lekko zaokrąglonymi narożami, wycina się w elemencie kwadratowy otwór wstępny, również z lekko zaokrąglonymi narożami. Podczas drugiego taktu roboczego, za pomocą dwustopniowego stempla walcowego 5, w elemencie formuje się okrągły otwór z wywiniętym obrzeżem. Obrzeże okrągłego otworu składa się z dwóch części. Pierwszą część obrzeża uzyskuje się za pomocą przetłoczenia materiału elementu znajdującego się pomiędzy obrysem krawędzi kwadratowego otworu wstępnego, z lekko zaokrąglonymi narożami, a okręgiem opisanym na tym otworze. Otrzymana pierwsza część obrzeża ma dolną krawędź w postaci linii falistej i wysokość równą h 1, pokazaną na fig. 5. Wysokość h 1 pierwszej części obrzeża zależy przede wszystkim od kształtu otworu wstępnego i jest najmniejsza w przypadku, gdy otwór wstępny ma kształt wieloboku foremnego o największej liczbie boków, praktycznie w przypadku sześciokąta. Największą wysokość uzyskuje się, gdy otwór wstępny ma kształt trójkąta równoramiennego. Drugą część obrzeża uzyskuje się za pomocą przetłoczenia materiału elementu tworzącego pierścień określony przez okrąg, opisany na kwadratowym otworze wstępnym i okrąg o średnicy większej od średnicy okręgu opisanego na tym otworze kwadratowym, zależnej od wydłużalności materiału elementu. Wysokość drugiej części obrzeża wynosi h2. Wysokość h2 zależy od grubości i wydłużalności materiału elementu. Obie części obrzeża okrągłego otworu są otrzymywane w drugim takcie roboczym w sposób ciągły i stanowią jedną część o strukturze jednolitej. Tłocznik do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, według wynalazku, jest przedstawiony na fig. 7. Tłocznik składa się z zespołu ruchomego współpracującego z zespołem nieruchomym. Zespół ruchomy składa się z płyty głowicowej 1, do której jest przymocowana za pośrednictwem przekładki 2 płyta stemplowa 3. W płycie stemplowej 3 jest osadzony stempel 4 i dwustopniowy stempel walcowy 5. Ponadto, płyta stemplowa 3 współpracuje z płytą prowadzącą 6, która prowadzi stempel 4 i dwustopniowy stempel walcowy 5. Zderzak 7 wyznacza dolne połączenie stempli. Pomiędzy płytą stemplową 3 a płytą prowadzącą 6 są umieszczone sprężyny dociskowe 8, dociskające płytę prowadzącą 6 do materiału elementu poddawanego obróbce technologicznej. Stempel 4 ma przekrój poprzeczny o kształcie kwadratu opisanego na okręgu o średnicy d, z lekko zaokrąglonymi narożami. Dwustopniowy stempel walcowy 5 ma dwustopniową część roboczą o różnych średnicach. Stopień pierwszy ma średnicę d odpowiadającą średnicy okręgu, na którym jest opisany kwadratowy kształt stempla 4. Stopień drugi ma średnicę do odpowiadającą średnicy otworu z wywiniętym obrzeżem, wykonywanego w elemencie z blachy lub taśmy. Zespół nieruchomy składa się z podstawy 9, do której za pośrednictwem przekładki 10 jest przymocowana matryca 11. Matryca 11 ma otwór 12 o kształcie kwadratu z lekko zaokrąglonymi narożami, usytuowany współosiowo ze stemplem 4. Otwór ten jest otworem tnącym. Ponadto, matryca 11 ma otwór okrągły 13, ułożony współosiowo z dwustopniowym stemplem walcowym 5. Otwór okrągły 13 ma średnicę dz odpowiadającą średnicy zewnętrznej obrzeża wywiniętego w elemencie z blachy lub taśmy. Tłocznik według wynalazku stanowi integralną część typowego wykrojnika, wycinającego kształt elementu, w którym ma być wykonywany otwór z wywiniętym obrzeżem. Podobny rezultat otrzymuje się jeżeli zamiast otworu wstępnego o kształcie wieloboku foremnego, w elemencie z blachy lub taśmy wytnie się okrągły otwór wstępny z wycięciami promieniowymi, biegnącymi w głąb materiału elementu, który jest przedstawiony na fig. 6. Wówczas pierwszą część obrzeża uzyskuje się za pomocą przetłoczenia materiału elementu znajdującego się pomiędzy obrysem krawędzi łuków okrągłego otworu wstępnego i krawędzi wycięć promieniowych a okręgiem opisanym na czołowych krawędziach wycięć promieniowych. Krawędź dolna otrzymanej w ten sposób pierwszej części obrzeża ma kształt linii ząbkowanej. Drugą część obrzeża uzyskuje się za pomocą przetłoczenia materiału elementu o kształcie pierścienia określonego przez okrąg

5 opisany na czołowych krawędziach wycięć promieniowych i okrąg o średnicy większej od średnicy powyższego okręgu, zależnej od wydłużalności materiału. Tłocznik do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem do realizacji powyższego sposobu, różni się tylko tym od tłocznika opisanego w przykładzie wykonania według wynalazku, że ma stempel 4, którego przekrój poprzeczny posiada kształt koła z wystającymi żeberkami promieniowymi. Natomiast matryca 11 ma otwór 12 o kształcie koła z wycięciami promieniowymi biegnącymi w głąb materiału. Tłocznik do wykonywania otworów z wywiniętym obrzeżem w elementach z blachy lub taśmy, według wynalazku, działa w sposób niżej opisany. W pierwszym takcie roboczym, za pomocą stempla 4 i otworu 12 matrycy 11 wycina się w elemencie kwadratowym otwór wstępny, z lekko zaokrąglonymi narożami. Natomiast w drugim takcie roboczym, za pomocą dwustopniowego stempla walcowego 5 i okrągłego otworu 13 matrycy 11, kształtuje się w elemencie otwór okrągły z wywiniętym obrzeżem.

6 fig. 4 fig. 5 fig. 6

7 fig

8 fig. 1 fig. 2 fig. 3 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.