close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY19701

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 19701
(13) C1
(19)
(46) 2015.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ
(21) Номер заявки: a 20091277
(22) 2008.01.24
(31) 0722263.1 (32) 2007.11.13 (33) GB
(31) 11/962,564 (32) 2007.12.21 (33) US
(85) 2009.09.01
(86) PCT/GB2008/000261, 2008.01.24
(87) WO 2009/063154, 2009.05.22
(43) 2010.04.30
(71) Заявитель: ХЭДЛИ ИНДАСТРИЗ
ОВЕРСИЗ ХОЛДИНГЗ ЛИМИТЕД
(GB)
(72) Авторы: ДИЛИ, Джеффри, Томас;
ХАМПЕЙДЖ, Рой; КАСТЕЛУЧЧИ,
Майкл (GB)
BY 19701 C1 2015.12.30
B 21C 37/02 (2006.01)
B 21D 13/04 (2006.01)
(73) Патентообладатель: ХЭДЛИ ИНДАСТРИЗ ОВЕРСИЗ ХОЛДИНГЗ ЛИМИТЕД (GB)
(56) EP 0891234 A1, 1999.
GB 2279595 A, 1995.
GB 2063735 A, 1981.
RU 2220803 C2, 2004.
RU 2254194 C1, 2005.
SU 1784343 A1, 1992.
SU 1808442 A1, 1993.
(57)
1. Лист материала, имеющий по меньшей мере на части обеих поверхностей ряды выступов и ряды впадин, полученных при формовании в холодном состоянии из плоского
листа материала с исходной толщиной G, при этом выступы на одной поверхности соответствуют впадинам на другой поверхности, причем взаимное расположение выступов и
впадин таково, что линии, проведенные по поверхности листа материала между соседними рядами выступов, не являются прямыми, а каждый выступ имеет, по существу, сплошной участок пиковой пластической деформации на, или в направлении к, или вокруг пика
и лист материала при этом утончен по большей мере на 25 % от значения исходной толщины G.
2. Лист материала по п. 1, отличающийся тем, что пик каждого выступа выполнен
скругленным и имеет простую форму.
3. Лист материала по п. 1, отличающийся тем, что пик каждого выступа не имеет
участков с "закатом складок".
Фиг. 4
BY 19701 C1 2015.12.30
4. Лист материала по п. 1, отличающийся тем, что основание каждой впадины имеет
два или более разных радиуса кривизны.
5. Лист материала по п. 4, отличающийся тем, что основание каждой впадины имеет
первый радиус dr1 в первом направлении, второй радиус dr2 во втором направлении по
длине листа материала, причем первое направление отлично от второго направления, а
радиус кривизны вдоль первого радиуса dr1 отличен от радиуса кривизны вдоль второго
радиуса dr2.
6. Лист материала по п. 1, отличающийся тем, что выполнен из стали.
7. Лист материала по п. 1, отличающийся тем, что значение исходной толщины G составляет от 0,2 до 3,0 мм.
8. Лист материала по п. 1, отличающийся тем, что значение исходной толщины G составляет 2 мм и более.
9. Лист материала по п. 1, отличающийся тем, что выполнен в виде фасонного или
иного профиля для использования в качестве перегородочной или коробчатой стойки или
ее части.
10. Лист материала по п. 9, отличающийся тем, что выступы выполнены по всей поверхности фасонного профиля или его части.
11. Лист материала по любому из пп. 5-10, отличающийся тем, что шаг между соседними впадинами или между соседними выступами в каждом ряду по меньшей мере
в 2,5 раза превышает радиус кривизны вдоль первого радиуса dr1.
12. Лист материала по п. 11, отличающийся тем, что шаг между соседними впадинами или между соседними выступами в каждом ряду в 2,5-3,9 раза превышает радиус кривизны вдоль первого радиуса dr1.
13. Лист материала по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что эффективная
толщина A листа материала, определенная по высоте выступов на обеих поверхностях
листа материала, в 1,5-4 раза превышает значение исходной толщины G.
14. Лист материала по п. 13, отличающийся тем, что эффективная толщина A листа
материала в 2-3 раза превышает значение исходной толщины G.
15. Лист материала по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что доля листа материала, подвергнутая пластической деформации величиной 0,05 или более, составляет
по меньшей мере 65 %.
16. Лист материала по п. 15, отличающийся тем, что доля листа материала, подвергнутая
пластической деформации величиной 0,05 или более, составляет по меньшей мере 80 %.
17. Лист материала по п. 16, отличающийся тем, что доля листа материала, подвергнутая
пластической деформации величиной 0,05 или более, составляет 90-100 %.
18. Способ формования листа материала по любому из пп. 1-17, при котором устанавливают пару расположенных напротив друг друга инструментов, содержащих на поверхности зубья, расположенные рядами, помещают между инструментами плоский лист
материала с исходной толщиной G и перемещают инструменты таким образом, что скругленные формующие поверхности зубьев одного инструмента принудительно вдвигают
части плоского листа материала в промежутки между зубьями другого инструмента, в результате чего на обеих поверхностях плоского листа материала формуют выступы, причем
выступы имеют, по существу, сплошной участок пиковой пластической деформации на,
или в направлении к, или вокруг пика и лист материала при этом утончается по большей
мере на 25 % от значения исходной толщины G.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что при принудительном вдвигании плоского листа материала между зубьями одного инструмента пик выступа листа материала не
контактирует с зубьями другого инструмента.
20. Способ по п. 18 или 19, отличающийся тем, что плоский лист материала подвергают пластической деформации величиной 0,05 или более по меньшей мере на 65 % его
подвергнутой формованию площади.
2
BY 19701 C1 2015.12.30
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что плоский лист материала подвергают
пластической деформации величиной 0,05 или более по меньшей мере на 80 % его подвергнутой формованию площади.
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что плоский лист материала подвергают
пластической деформации величиной 0,05 или более на 90-100 % его подвергнутой формованию площади.
23. Способ по п. 18, отличающийся тем, что обеспечивают зазор между зубьями одного инструмента и зубьями другого инструмента, по меньшей мере равный исходной
толщине G плоского листа материала.
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что обеспечивают упомянутый зазор, по
меньшей мере в 1,1 раза превышающий исходную толщину G плоского листа материала.
25. Способ по п. 18, отличающийся тем, что располагают инструменты таким образом, что во время формования зубья одного инструмента проходят в промежутки между
зубьями другого инструмента, при этом каждый зуб одного инструмента отстоит на одинаковом расстоянии от каждого соседнего зуба другого инструмента.
26. Способ по п. 18, отличающийся тем, что формованию подвергают плоский лист
материала с исходной толщиной G, равной 2 мм и более.
27. Способ по п. 18, отличающийся тем, что расположенные друг против друга инструменты вращают вокруг параллельных осей.
28. Способ по п. 18, отличающийся тем, что придают листу материала форму фасонного или иного профиля.
29. Инструмент для формования листа материала способом по п. 18, содержащий на
поверхности зубья, расположенные рядами, причем каждый зуб имеет скругленную формующую поверхность, предназначенную для формования листа материала из плоского
листа материала с исходной толщиной G.
30. Инструмент по п. 29, отличающийся тем, что зубья имеют формующие части без
острых углов.
31. Инструмент по п. 29, отличающийся тем, что скругленная формующая поверхность каждого зуба имеет радиус кривизны R, причем шаг между соседними зубьями в
ряду в 2,5-3,9 раза превышает радиус кривизны R.
32. Инструмент по п. 31, отличающийся тем, что шаг между соседними зубьями в ряду предпочтительно в 3-3,5 раза больше радиуса кривизны R.
33. Инструмент по п. 31, отличающийся тем, что радиус кривизны R по меньшей мере
в 1,1 раза превышает значение исходной толщины G.
34. Инструмент по п. 33, отличающийся тем, что радиус кривизны R по меньшей мере
в 2 раза превышает значение исходной толщины G.
35. Инструмент по п. 31, отличающийся тем, что скругленная формующая поверхность каждого зуба имеет первый радиус r1 в первом направлении и второй радиус r2 во
втором направлении вдоль рядов, причем первое направление располагается под острым
углом относительно второго направления и второй радиус r2 может быть меньше первого
радиуса r1.
36. Инструмент по п. 35, отличающийся тем, что шаг между соседними зубьями в ряду
по меньшей мере в 3,3 раза превышает первый r1 и/или второй r2 радиусы.
37. Инструмент по п. 31, отличающийся тем, что предназначен для формования листа
материала из плоского листа материала с исходной толщиной G, равной 2 мм или более,
причем каждый зуб имеет скругленную формующую поверхность с радиусом кривизны
более 2 мм или равным 2 мм и шаг между соседними зубьями в ряду составляет менее 26 мм.
38. Инструмент по п. 37, отличающийся тем, что шаг между соседними зубьями в ряду меньше 15,6 мм.
39. Инструмент по п. 38, отличающийся тем, что шаг между соседними зубьями в ряду составляет от 5 до 15,6 мм.
3
BY 19701 C1 2015.12.30
40. Инструмент по п. 39, отличающийся тем, что шаг между соседними зубьями в ряду составляет от 5 до 7,8 мм.
41. Инструмент по п. 29, отличающийся тем, что содержит цилиндрический валок,
установленный с возможностью вращения вокруг своей оси.
42. Инструмент по п. 29, отличающийся тем, что периферия зуба выполнена из двух
частей, причем радиус кривизны на одной части периферии зуба плавно и непрерывно переходит во второй радиус кривизны на другой части периферии зуба.
43. Устройство для формования листа материала, содержащее пару инструментов по
любому из пп. 29-40.
44. Устройство по п. 43, отличающееся тем, что содержит пару валков, выполненных
с возможностью придания определенной формы листу материала, например коробчатой
формы.
45. Инструмент для формования листа материала способом по п. 18, содержащий на
внешней поверхности зубья, расположенные рядами, при этом каждый зуб имеет скругленную формующую поверхность с радиусом кривизны R, причем шаг между соседними
зубьями в ряду в 2,5-3,9 раза превышает радиус кривизны R.
46. Инструмент для формования листа материала способом по п. 18, содержащий на
внешней поверхности зубья, расположенные рядами, при этом каждый зуб имеет скругленную формующую поверхность с первым радиусом r1 в первом направлении и со вторым радиусом r2 во втором направлении вдоль рядов, причем первое направление
расположено под острым углом по отношению ко второму направлению, а второй радиус
r2 меньше первого радиуса r1.
47. Инструмент для формования листа материала из плоского листа материала с исходной толщиной G, равной 2 мм или более, способом по п. 18 или 19, содержащий на поверхности зубья, расположенные рядами, при этом каждый зуб имеет скругленную
формующую поверхность с радиусом кривизны более 2 мм или равным 2 мм и шаг между
соседними зубьями в ряду составляет менее 26 мм.
48. Зуб инструмента по любому из пп. 29, 45-47 для формования листа материала,
содержащий скругленную формующую поверхность с первым радиусом r1 в первом направлении и со вторым радиусом r2 во втором направлении, причем первое направление
расположено под острым углом по отношению ко второму направлению, а второй радиус
r2 меньше первого радиуса r1.
49. Зуб инструмента по любому из пп. 29, 45-47 для формования листа материала, содержащий скругленную формующую поверхность полусферической формы, имеющую
единственный радиус кривизны R вокруг пика зуба и переходящую в поверхность с другим радиусом кривизны.
50. Зуб инструмента по любому из пп. 29, 45-47 для формования листа материала, содержащий скругленную формующую поверхность, образованную конусом с углом при
вершине до 180°, обеспечивая, по крайней мере, полусферическую поверхность, причем
радиусы кривизны на периферии вне полусферической поверхности переходят в радиус,
по крайней мере, полусферической поверхности с образованием ровного непрерывного
перехода.
Изобретение в основном относится к листу материала и, в частности, к листу материала с выступами на его поверхности.
В данном описании лист материала указанного вида является листом материала,
имеющим по меньшей мере на части обеих поверхностей ряды выступов и ряды впадин,
полученных при формовании в холодном состоянии из плоского листа материала; при
этом каждый выступ создан локальной деформацией листа материала, оставляющей соответствующую впадину на противоположной стороне материала. Эта деформация создает4
BY 19701 C1 2015.12.30
ся формовочным инструментом, и результатом этой деформации является твердение при
пластической деформации и увеличение эффективной толщины материала. Лист материала упомянутого вида более жесткий, чем плоский лист материала, из которого он изготовлен, и масса материала, необходимая для определенного применения этого материала,
может быть снижена за счет использования листа материала упомянутого вида вместо
плоского листа материала.
Величина и распределение пластической деформации, которой подвергается лист материала, зависит от нескольких факторов, в число которых входят, помимо прочих факторов, глубина проникновения формовочных компонентов инструмента и геометрия этих
формовочных компонентов.
Пример листа материала этого вида представлен в документе EP 0674551, владельцем
которого является заявитель данного изобретения, в котором лист материала имеет
выступы и впадины, взаимно расположенные таким образом, что линии, проведенные по
поверхности листа материала между соседними рядами выступов, не являются прямыми.
Выступы формуются формовочными инструментами, зубцы которых имеют четыре торца,
при этом каждый торец обращен к направлению между осевым и круговым направлениями валков.
Еще один фактор, влияющий на величину и распределение пластической деформации
согласно этому техническому решению, - расстановка или сосредоточенность зубьев формовочного инструмента.
Согласно первому аспекту изобретения предложен лист материала, например лист материала, имеющий по меньшей мере на части обеих поверхностей ряды выступов и ряды
впадин, полученных при формовании в холодном состоянии из плоского листа материала;
при этом выступы на одной поверхности соответствуют впадинам на другой поверхности
напротив каждого выступа; взаимное расположение выступов и впадин таково, что линии,
проведенные по поверхности листа материала между соседними рядами выступов, не являются прямыми; причем плоский лист материала имеет исходную толщину G; каждый
выступ имеет, по существу, сплошной участок пиковой пластической деформации на, или
в направлении к, или вокруг пика, и лист материала при этом утончен по большей мере на
25 % от значения исходной толщины G.
Согласно второму аспекту изобретения предложен лист материала, например лист материала, имеющий по меньшей мере на части обеих поверхностей ряды выступов и ряды
впадин, полученных при формовании в холодном состоянии; при этом соответствующая
впадина находится на поверхности, противоположной каждому выступу; при этом выступы и впадины расположены рядами в виде чередующихся выступов и впадин; причем пик
каждого выступа выполнен скругленным и имеет простую форму и/или основание каждой
впадины может иметь два или более разных радиуса кривизны.
Согласно третьему аспекту изобретения предложен лист материала, например лист
материала, имеющий по меньшей мере на части обеих поверхностей ряды выступов и ряды впадин, полученных при формовании в холодном состоянии; при этом соответствующая впадина присутствует на поверхности, противоположной каждому выступу; при этом
выступы и впадины расположены рядами в виде чередующихся выступов и впадин; причем пик каждого выступа выполнен скругленным, имеет простую форму и не имеет участков с "закатом складок".
Выступы и/или впадины предпочтительно расположены прямолинейными и/или спиральными рядами. Основание каждой впадины может иметь первый радиус dr1, например,
в первом направлении. Впадины могут иметь второй радиус dr2, например, во втором
и/или продольном направлении и/или во втором направлении по длине листа материала.
Первое направление может быть отличным от второго направления, например на 45° от
него. Впадины могут также иметь третий радиус dr3, например, в третьем направлении,
перпендикулярном первому направлению. Впадины могут также иметь четвертый радиус
5
BY 19701 C1 2015.12.30
dr4, например, в четвертом направлении, перпендикулярном второму направлению. Первый и третий радиусы dr1 и dr3 могут быть равны друг другу, и второй радиус dr2 и/или dr4
будет отличным от них, например меньше их, либо будет равен им.
Шаг между соседними впадинами или между соседними выступами в каждом ряду
может, по меньшей мере в 2,5 раза, например в 3 раза, превышать радиус кривизны вдоль
первого радиуса dr1. Помимо этого или вместо этого шаг предпочтительно в 2,5-3,9 раза,
например приблизительно в 3,3 раза, например в 3,32 раза, превышает радиус кривизны
вдоль первого радиуса dr1.
Лист материала может быть выполнен с эффективной толщиной A. Высота выступов,
достаточная для того, чтобы линии, проведенные на поверхности листа материала между
соседними рядами выступов и впадин, были не прямыми, зависит от шага выступов и шага впадин в рядах.
В поперечном сечении, выполненном в плоскости, по существу перпендикулярной
листу материала, эффективная толщина A существенно больше исходной толщины G
плоского листа материала. Во всех поперечных сечениях лист материала, согласно
изобретению, предпочтительно выполнен волнистым и предпочтительно не имеет места, в
котором материал можно было бы отрезать по прямой линии и получаемое при этом поперечное сечение материала было бы прямоугольным.
Эффективная толщина A листа материала, определенная по высоте выступов на обеих
поверхностях листа материала, предпочтительно в 1,5-4 раза, например в 2-3 раза, превышает значение исходной толщины G. Исходная толщина G предпочтительно равна
0,2-3,0 мм, например 0,7 или 1,5 мм.
Пластическая деформация листа материала предпочтительно равна 0,05 или более.
Доля листа материала, подвергнутая значительной пластической деформации, т.е. пластической деформации величиной 0,05 или более, составляет предпочтительно по меньшей
мере 65 %, более предпочтительно по меньшей мере 80 %, например 90-100 %.
Лист материала может быть выполнен из стали, например мягкой стали, и может быть
снабжен гальваническим покрытием. Либо лист материала может содержать любой другой материал, способный к деформационному упрочнению и/или к пластической деформации.
Лист материала может быть выполнен в виде фасонного или иного профиля для использования в качестве перегородочной или коробчатой стойки или ее части. Выступы
могут быть выполнены по всей поверхности фасонного профиля или по его части.
Согласно четвертому аспекту изобретения предложено устройство для формования
листа материала, имеющего по меньшей мере на части обеих поверхностей ряды выступов
и ряды впадин, полученных при формовании в холодном состоянии из плоского листа материала, содержащее пару установленных противоположно друг другу инструментов, содержащих на поверхности зубья, расположенные рядами и выполненные с возможностью
перемещения относительно друг друга; причем геометрия и положение зубьев и интервал
между инструментами таковы, что зубья одного инструмента, в работе, проходят в промежутки между зубьями другого инструмента с минимальным зазором между зубьями
одного инструмента и зубьями другого инструмента, по меньшей мере равным исходной
толщине G плоского листа материала, чтобы он смог проходить через устройство; при
этом каждый зуб имеет скругленную формующую поверхность, предназначенную для
формования листа материала из плоского листа материала с исходной толщиной G, и зубья имеют формующие части без острых углов.
При работе предпочтительно также имеется минимальный зазор между пиком каждого зуба одного инструмента и поверхностью основания другого инструмента, чтобы, например, исключить формирование "заката складок" между ними.
Устройство может также содержать пару валков, выполненных с возможностью придания определенной формы листу материала, например коробчатой формы.
6
BY 19701 C1 2015.12.30
Согласно пятому аспекту изобретения предложена пара инструментов для формования листа материала, имеющего по меньшей мере на части обеих поверхностей ряды
выступов и ряды впадин, полученных при формовании в холодном состоянии; при этом
каждый инструмент имеет первый размер и второй размер, перпендикулярный первому;
при этом каждый инструмент имеет множество рядов зубьев, проходящих в направлении
первого размера, каждый зуб имеет скругленную формующую поверхность без острых
углов; причем инструменты смонтированы или выполнены с возможностью их монтирования таким образом, что каждый ряд зубьев одного инструмента совмещен с интервалами между соседними рядами зубьев на другом инструменте, в результате чего каждый зуб
одного инструмента отстоит на одинаковом расстоянии от каждого соседнего зуба другого инструмента.
Согласно шестому аспекту изобретения предложен инструмент для формования листа
материала, имеющего по меньшей мере на части обеих поверхностей ряды выступов и
ряды впадин, полученных при формовании в холодном состоянии; при этом инструмент
содержит на поверхности зубья, расположенные рядами, каждый зуб имеет скругленную
формующую поверхность с радиусом кривизны R; причем шаг между соседними зубьями
в ряду в 2,5-3,9 раза превышает радиус кривизны R.
Шаг предпочтительно в 3-3,5 раза, например в 3,32 раза, больше радиуса кривизны R.
Радиус кривизны R предпочтительно по меньшей мере равен исходной толщине G
формуемого плоского листа материала и более предпочтительно по меньшей мере в
1,1 раза превышает значение исходной толщины G, например по меньшей мере в 2 раза
превышает значение исходной толщины G и/или превышает значение исходной толщины
менее чем в 3,33 раза. Таким образом, шаг предпочтительно в 2,5-13 раз превышает значение исходной толщины G, например в 2,75-7,8 раза, более предпочтительно по меньшей
мере в 3,65 раза.
Каждый зуб может иметь скругленную формующую поверхность с первым радиусом
r1 в первом направлении и со вторым радиусом r2 во втором направлении вдоль рядов.
Первое направление может располагаться под острым углом относительно второго направления. Второй радиус r2 может быть меньше первого радиуса r1 или может быть равным ему.
В данном описании термин "радиус" относится к расстоянию между центром плоскости основания зуба и поверхностью зуба, измеряемому вдоль воображаемой плоскости,
проходящей в направлении радиуса r1, r2, r3, r4, и термин "радиус кривизны" относится к
фактическому радиусу поверхности в определенной точке на поверхности формующей
зуб части. Таким образом, радиус r1, r2, r3, r4 может быть составным радиусом кривизны,
имеющим два или более переходящих друг в друга радиуса кривизны.
Для ясности: термин "направление" радиуса r1, r2, r3, r4 означает направление, в котором проходит плоскость этого радиуса r1, r2, r3, r4.
Согласно седьмому аспекту изобретения предложен инструмент для формования листа материала, имеющего по меньшей мере на части обеих поверхностей ряды выступов и
ряды впадин, полученных при формовании в холодном состоянии, причем инструмент содержит на поверхности зубья, расположенные рядами, причем каждый зуб имеет скругленную формующую поверхность с первым радиусом r1 в первом направлении и вторым
радиусом r2 во втором направлении вдоль рядов; причем первое направление расположено
под острым углом по отношению ко второму направлению при этом второй радиус r2
меньше первого радиуса r1.
Шаг между соседними зубьями может по меньшей мере в 3,3 раза, например по меньшей мере в 3,32 раза, превышать первый и/или второй радиусы r1, r2. Шаг между соседними зубьями в ряду по меньшей мере в 3,3 раза, например по меньшей мере в 3,32 раза,
превышает второй радиус r2, измеряемый в точке зуба, ближайшей к соседнему зубу другого инструмента. Предполагается, что эти показатели обеспечивает достаточный зазор,
чтобы исключить в работе возникновение "заката складок".
7
BY 19701 C1 2015.12.30
Согласно восьмому аспекту изобретения предложен инструмент для формования листа материала, имеющего по меньшей мере на части обеих поверхностей ряды выступов и
ряды впадин, полученных при формовании в холодном состоянии из плоского листа материала с исходной толщиной G, равной 2 мм и более; причем инструмент содержит на поверхности зубья, расположенные рядами, при этом каждый зуб имеет скругленную
формующую поверхность с радиусом кривизны R более 2 мм или равным 2 мм и шаг
между соседними зубьями в ряду составляет менее 26 мм.
Радиус кривизны R предпочтительно меньше или равен 6,7 мм и/или шаг менее 15,6 мм,
например 5-15,6 или 5-7,8 мм.
Инструмент(ы) может иметь первый размер и второй размер, при этом, например, второй размер перпендикулярен первому размеру. Ряды могут проходить в направлении первого и/или второго направления. Либо ряды могут быть расположены в направлении
между первым и вторым направлениями.
Инструмент(ы) может включать цилиндрические валки, например валки, выполненные с возможностью вращения вокруг соответствующих осей, которые могут быть параллельны друг другу. Зубья могут быть расположены спиральными рядами. Каждый зуб может
иметь контактирующую с листом часть, которая, по существу, не имеет прямых углов
и/или содержит формующую поверхность. Первый размер может быть размером окружности, и/или второй размер может быть осевым размером. В этом варианте осуществления
имеется минимальный зазор при работе между пиком каждого зуба одного инструмента и
диаметром основания другого инструмента, например для того, чтобы формуемый материал не образовывал "заката складок" между ними.
Согласно девятому аспекту изобретения предложен зуб инструмента для формования
листа материала, содержащий скругленную формующую поверхность с первым радиусом
r1 в первом направлении и вторым радиусом r2 во втором направлении, при этом первое
направление расположено под острым углом по отношению ко второму направлению и
второй радиус r2 меньше первого радиуса r1.
Согласно десятому аспекту изобретения предложен зуб инструмента для формования
листа материала, содержащий скругленную формующую поверхность полусферической
формы, имеющую единственный радиус кривизны R вокруг пика зуба и переходящую в
поверхность с другим радиусом кривизны.
Еще в одном аспекте изобретения предложен зуб инструмента для формования листа
материала, содержащий скругленную формующую поверхность, образованную конусом с
углом при вершине до 180°, обеспечивая по меньшей мере полусферическую поверхность;
при этом радиусы кривизны на периферии вне полусферической поверхности переходят в
радиус по меньшей мере полусферической поверхности с образованием ровного непрерывного перехода.
Формующая поверхность предпочтительно не имеет острых углов. Зубья могут иметь
формующие части без острых углов.
Каждый зуб может также иметь третий радиус r3, например в третьем направлении,
перпендикулярном первому направлению, и/или четвертый радиус r4, например в четвертом направлении, перпендикулярном второму направлению. Третий радиус r3 может быть
равен первому радиусу r1, и/или четвертый радиус r4 может быть равен второму радиусу
Зуб может иметь составные или переходящие друг в друга радиусы кривизны, например, радиус кривизны на одной части периферии зуба плавно и непрерывно переходит во
второй радиус кривизны на другой части периферии зуба.
Шаг, и/или радиусы r1, r2, r3, r4, и/или интервал валков предпочтительно подобраны
таким образом, что формующие зуб части обусловливают в работе упомянутую пластическую деформацию и/или утончение листа материала.
Согласно еще одному аспекту изобретения предложен способ формования листа материала, при котором устанавливают пару расположенных напротив друг друга инструмен8
BY 19701 C1 2015.12.30
тов, содержащих на поверхности зубья, расположенные рядами, помещают между инструментами плоский лист материала с исходной толщиной G и перемещают инструменты
таким образом, что скругленные формующие поверхности зубьев одного инструмента
принудительно вдвигают части плоского листа материала в промежутки между зубьями
другого инструмента, в результате чего на обеих поверхностях плоского листа материала
формуют выступы, причем выступы имеют, по существу, сплошной участок пиковой пластической деформации на, или в направлении к, или вокруг пика, при перемещении инструментов вершина, или пик, выступов не контактирует с другим инструментом.
Согласно еще одному аспекту изобретения предложен способ формования листа материала, при котором обеспечивают плоский лист материала с исходной толщиной G, обеспечивают упомянутое выше устройство, помещают лист материала между инструментами и
перемещают инструменты образом, что зубья одного инструмента принудительно вдвигают части плоского листа материала в промежутки между зубьями другого инструмента,
в результате чего осуществляется формование листа материала.
Согласно еще одному аспекту изобретения предложен способ формования листа материала, при котором обеспечивают плоский лист материала с исходной толщиной G, пару
расположенных напротив друг друга упомянутых инструментов, помещают лист материала между инструментами и перемещают инструменты таким образом, что зубья одного
инструмента принудительно вдвигают части листа материала в промежутки между зубьями другого инструмента, тем самым формуя лист материала.
Согласно еще одному аспекту изобретения предложен способ формования листа материала, при котором обеспечивают плоский лист материала с исходной толщиной G, устанавливают пару расположенных напротив друг друга инструментов; причем по меньшей
мере один из инструментов на своей окружности имеет упомянутый выше зуб, помещают
лист материала между инструментами и перемещают инструменты таким образом, что зуб
принудительно вдвигает часть плоского листа материала в промежутки между зубьями
другого инструмента, тем самым формуя лист материала.
Согласно еще одному аспекту изобретения предложен способ формования листа материала, при котором обеспечивают плоский лист материала с исходной толщиной G, устанавливают пару расположенных напротив друг друга инструментов, содержащих на
поверхности зубья, расположенные рядами, помещают лист материала между инструментами и перемещают инструменты таким образом, что скругленные формующие поверхности зубьев одного инструмента вдвигают части плоского листа материала в промежутки
между зубьями другого инструмента, формуя выступы в листе материала, имеющие, по
существу, сплошной участок пиковой пластической деформации на, или в направлении к,
или вокруг пика, и лист материала при этом утончен по большей мере на 25 % от значения
исходной толщины G.
Способ также включает в себя этап образования формы формуемого листа материала,
например, в виде коробчатого сечения.
Осуществление изобретения поясняется, только в качестве примера, со ссылкой на
прилагаемые фигуры, на которых:
фиг. 1 - вид в перспективе зуба согласно известному уровню техники;
фиг. 2 - распределение деформаций по выступу, формуемому в листе материала при
помощи зуба, показанного на фиг. 1;
фиг. 3 - горизонтальная проекция фрагмента осуществления листа материала согласно
изобретению;
фиг. 4 - схематическое изображение формования листа материала с помощью одного
варианта осуществления устройства согласно изобретению;
фиг. 5 - вид в перспективе взаимодействия группы зубьев согласно первому варианту
осуществления частей, формующих зуб;
9
BY 19701 C1 2015.12.30
фиг. 6 - боковая проекция формующих зуб частей, показанных на фиг. 5, из направления X;
фиг. 7 - горизонтальная проекция формующих зуб частей, показанных на фиг. 5;
фиг. 8 - сечение по линии B-B, показанной на фиг. 7; показано формование листа материала между формующими зуб частями;
фиг. 8A - распределение деформаций по выступу, формуемому в листе материала при
помощи зуба, показанного на фиг. 8;
фиг. 9 - второй вариант осуществления формующих зуб частей;
фиг. 10 - третий вариант осуществления формующих зуб частей;
фиг. 11 - четвертый вариант осуществления формующих зуб частей;
фиг. 12 - пятый вариант осуществления формующих зуб частей;
фиг. 13 - шестой вариант осуществления формующих зуб частей;
фиг. 14A - поперечное сечение одной из формующих зуб частей, показанных на
фиг. 13;
фиг. 14B - горизонтальная проекция одной из формующих зуб частей, показанных на
фиг. 13;
фиг. 15 - вид в перспективе листа материала, форма которого соответствует первому
варианту осуществления коробчатого сечения;
фиг. 16 - вид в перспективе листа материала, форма которого соответствует второму
варианту осуществления коробчатого сечения.
Фиг. 1 показывает зуб 1 валка согласно известному уровню техники, в соответствии с
документом EP 0891234 (владельцем которого является заявитель данной патентной заявки) для формования выступа 2 в листе материала 3 (фиг. 2). Зуб 1 валка имеет форму
эвольвентного зуба с перекрестной насечкой, который имеет четыре торца 4, переходящих, по существу, в плоский пик 5. Формовочные валки (не показаны) имеют множество
этих зубьев 1, причем зубья 1 на соседних валках (не показано) входят в зацепление и деформируют лист материала 3.
Геометрия и плотность расположения зубьев 1 на поверхности валков (не показано)
зависит от определенных требований, которым должно отвечать данное применение. Например, увеличение глубины зацепления и/или увеличение плотности расположения зубьев 1 обусловливают повышенную степень деформационного упрочнения и также большее
сокращение общей длины материала.
Многочисленные эксперименты показали, что практические пределы глубины и/или
плотность расположения зубьев 1 на валке (не показано) для изготовления соответствующего
листа материала указанного вида также ограничиваются получаемой степенью утончения
материала, в результате чего ухудшаются механические свойства материала. Поэтому для
оборудования и способов изготовления листа материала указанного вида требуется компромисс между плотностью расположения и зацеплением зубьев, с одной стороны, и степенью утончения материала, с другой, - для оптимизации процесса формования.
Исследования определили, что острые углы 6 между торцами 4, формируемыми при
изготовлении, создают участки 7 пиковой пластической деформации.
Поэтому в этих участках 7 происходит повышенное деформационное упрочнение и
повышенное утончение материала. Создающееся при этом распределение деформаций показано на фиг. 2. Не ограничиваясь определенной теорией, можно предположить, что это
явление объясняет трудности формования листа материала указанного вида при использовании относительно толстого листа материала, например с толщиной более 1,5 мм.
Изобретение разработано на основе именно этого предположения.
На фиг. 3 показан фрагмент формованного листа материала 10 из мягкой стали,
имеющего на обеих своих сторонах большое число выступов 11 и впадин 12; при этом
каждый выступ 11 на стороне соответствует впадине 12 на другой стороне. Выступы 11 и
впадины 12 имеют, по существу, форму квадрата со скругленными углами.
10
BY 19701 C1 2015.12.30
Выступы 11 и впадины 12 на одной стороне расположены прямолинейными рядами
R11 и столбцами C11; причем каждый ряд R11 и каждый столбец C11 содержит чередующиеся выступы 11 и впадины 12. Также имеются соответствующие ряды R12, R13 выступов 11 и впадин 12, которые проходят по линии между направлениями рядов R11 и
столбцов C11. Ряды R12, R13 в этом варианте осуществления расположены под углом
45° к рядам R11 и столбцам C11. Эти ряды далее называются спиральными рядами R12,
R13. Этот угол может иметь величину от 0 до 180°.
Соседние выступы 11 и впадины 12 достаточно близки друг к другу, и поэтому между
ними нет, по существу, плоских участков листа материала. То есть лист материала 10,
если смотреть на него в поперечном сечении, по существу перпендикулярном номинальной или фактической плоскости листа материала 10, является волнистым и поэтому имеет
расчетную толщину, или эффективную толщину A, превышающую исходную толщину G
плоского листа материала.
Формованный лист материала 10, согласно фиг. 3, выполнен способом, показанным на
фиг. 4. Согласно этому способу простой, или основной, плоский лист материала 17 с исходной толщиной G сматывают с рулона (не показан) и пропускают между парой валков
18 и 19, каждый из которых по своей окружности имеет зубья 30. Валки 18, 19 вращаются
вокруг своих соответствующих параллельных осей 20 и 21, и основной плоский лист материала 17 захватывается и деформируется зубьями 30 валков 18, 19. Каждый зуб 30 вталкивает часть основного плоского листа материала 17 в промежуток между зубом 30 на
другом валке 18, 19, формуя выступ 11, обращенный к другому валку 18, 19, и соответствующую впадину 12, обращенную к одному валку 18, 19, тем самым обеспечивая формованный лист материала 10. Поэтому совокупная толщина основного плоского листа
материала 17 увеличивается на величину выступов 11 на обеих его сторонах, в результате
чего создается расчетная толщина, или эффективная толщина A, в формованном листе материала 10.
От пары валков 18 и 19 лист материала 10 затем может пройти между последующими
парами валков 22, 23 и 24, в результате чего, в этом варианте осуществления, лист материала 10 приобретает форму коробчатого профиля 27. Можно также формировать и другие удлиненные, имеющие определенную форму элементы (не показаны).
Пара 18 и 19 валков и прочие пары 22, 23 и 24 валков приводятся в действие известным общим приводом 25, предпочтительно содержащим электродвигатель 26. Пары 18 и
19, 22, 23, 24 валков приводятся в действие, по существу, с одинаковой окружной скоростью, в результате чего основной плоский лист материала 17 непрерывно и с одинаковой
скоростью проходит между валками 18 и 19, и при этом формованный лист материала 10
проходит между последующими парами 22, 23, 24 валков.
После придания формованному листу материала 10 коробчатого или иного профиля
27 его можно нарезать на нужную длину (не показано) для транспортировки и использования.
Оба валка 18, 19 в этом варианте осуществления имеют, по существу, одинаковую
форму с первым размером, или с осевой длиной, и со вторым размером, перпендикулярным первому, или круговому, размеру. Каждый валок 18, 19 имеет множество одинаковых
зубьев 30 по своей окружности, при этом каждый зуб 30 имеет формующую зуб часть 30a
(фиг. 5). Зубья 30 расположены в виде множества рядов, которые соответствуют рядам
R11, R12, R13 и столбцам C11 формованного листа материала. Нужно отметить, что спиральные ряды R12, R13 зубьев 30 проходят по линиям, идущим между линиями, находящимися вдоль первого и второго размеров. В этом варианте осуществления спиральные
ряды (не показаны) наклонены к оси 20, 21 валка 18, 19 под углом 45°.
Каждая формующая зуб часть 30a сформирована заодно с основанием зуба (не показано), которое, в свою очередь, выполнено заодно с или иным образом прикреплено
к окружности одного из валков 18, 19. Нужно отметить, что размеры основания зуба (не
11
BY 19701 C1 2015.12.30
показаны) подобраны с такими величинами, которые не препятствуют деформации используемого материала.
Первое осуществление формующих зуб частей 30a имеет геометрию и взаимодействующую компоновку, частично показанные на фиг. 5-8. Каждая формующая зуб часть 30a
имеет основную плоскость 31, по существу, квадратной формы со скругленными углами
32 и сглаженную впадину 33 в средней точке каждого бокового края 34, тем самым образуя четырехлепестковую форму. Боковые поверхности 35 формующей зуб части 30 выступают вверх от боковых краев 34 основания 31 и по кривой линии проходят к общей
сглаженной вершине 36, тем самым образуя скругленную формующую поверхность. Необходимо отметить, что на формующих зуб частях 30a нет острых углов.
Характеристики формы формующей зуб части 30a определяются радиусами r1, r2, r3,
r4, каждый из которых в этом варианте осуществления имеет постоянный радиус кривизны. Но в этом варианте осуществления первый и третий радиусы r1, r3 отличны от второго
и четвертого радиусов r2, r4.
В данном описании термин "радиус" относится к расстоянию между центром плоскости 31 основания зуба и поверхностью 35 зуба, измеряемому вдоль воображаемой плоскости, проходящей в направлении радиуса r1, r2, r3, r4 (наглядно показано на фиг. 6); и
термин "радиус кривизны" относится к фактическому радиусу поверхности в определенной точке на поверхности формующей зуб части 30a. Таким образом, радиус r1, r2, r3, r4
может быть составным радиусом кривизны, имеющим два или более переходящих друг в
друга радиуса кривизны.
Для ясности: термин "направление" радиуса r1, r2, r3, r4 означает направление, в котором проходит плоскость этого радиуса r1, r2, r3, r4.
Первый и третий радиусы r1, r3 расположены под прямым углом друг к другу, и каждый из них проходит между первым и вторым направлениями (т.е. между осевым и круговым направлениями валков 18, 19). Показано, что в этом варианте осуществления оба
радиуса r1, r3 расположены под углом в 45° к первому направлению. Второй и четвертый
радиусы r2, r4 расположены соответственно вдоль осевого направления и кругового направления (направления прокатки). Шаг, в этом варианте осуществления, между соседними зубьями 30 одинаковый и по прямолинейным рядам R11, и по столбцам C11.
При работе лист материала 10 проходит через валки 18, 19 в направлении RD прокатки (показано на фиг. 7). Каждая формующая зуб часть 30 одного из валков 18, 19 перемещается вровень с интервалом между соседними формующими зуб 30 частями в другом из
валков 18, 19, и из этого совмещения - более наглядно показано на фиг. 5-8. Согласно
фиг. 8, эффективная толщина A формованного листа материала 10 зависит от глубины D
проникновения, или наложения, между формующими частями 30a, которое, в свою очередь, зависит от расстояния между валками 18, 19.
В этом варианте осуществления шаг и геометрия зубьев 30 таковы, что вершина, или
пик, выступа 11, формуемая одним из зубьев 30 на одном из валков 18, 19, не контактирует с другим валком 18, 19. Это обстоятельство наглядно показано на фиг. 8.
Эффективная толщина A выходящего из валков 18 и 19 листа материала предпочтительно в 1,5-4 раза, например в 2-3 раза, превышает исходную толщину G плоского листа
материала. Но нужно отметить, что последующее придание формы листу материала парами 22, 23 и 24 валков может уменьшить эффективную толщину A формованного листа
материала 10.
Как упомянуто выше, улучшение физических свойств листа материала указанного
вида в основном обусловлено увеличением эффективной толщины листа материала и
эффектом деформационного упрочнения, который является следствием пластической деформации материала. Поэтому желательны максимальное увеличение эффективной толщины, или эффективной толщины A, формованного листа материала 10 и максимальное
увеличение и величины, и площади пластической деформации. Увеличение эффективной
12
BY 19701 C1 2015.12.30
толщины A повышает величину пластической деформации, и уменьшение шага P увеличит площадь пластической деформации вследствие увеличения плотности расположения
зубьев.
С увеличением величины пластической деформации возрастает степень утончения материала, что отрицательно сказывается на физических свойствах листа материала.
Определено существование предпочтительного, или оптимального, радиуса R поверхности контакта с листом, при котором создается компромисс между повышением деформационного упрочнения и уменьшением утончения материала.
Но, как упомянуто выше, желательно уменьшение шага P для увеличения площади
пластической деформации. Обнаружено, что на листе материала возникает "закат складок", когда зазор между соседними формующими частями 30a приближается к используемой исходной толщине G или когда этот зазор меньше этого сечения. Хотя "закат
складок" благоприятен в отношении пластической деформации и для деформационного
упрочнения формуемого материала, тем не менее он может обусловить локальное утончение листа материала и осложнить изготовление из-за чрезмерных нагрузок и износа валков. Поэтому желательно исключить эффект "закат складок".
Изобретение предлагает форму зуба, обеспечивающую компромисс между этими конкурирующими факторами. Этот компромисс обеспечивается за счет скругленной поверхности контакта с листом, имеющей радиус кривизны, равный предпочтительному радиусу
R поверхности на некоторых участках, с отрегулированным радиусом кривизны на других
участках во избежание "заката складок".
"Закат складок" на материале происходит на участках, на которых имеется наименьшее расстояние между зацепляющимися зубьями. В случае первого осуществления формующей зуб части 30a это - направление прямолинейных рядов R11 и столбцов C11 (в
направлении r2 и r 4 ).
Соответственно, в этом варианте осуществления радиусы r1, r3 формующей поверхности с листом имеют радиус кривизны, равный предпочтительному радиусу R поверхности,
при этом радиусы r2, r4 постепенно уменьшаются от пика к основанию (не показано). За
счет этого обеспечивается профиль, позволяющий уменьшенному шагу P увеличить деформируемый участок, с одновременным обеспечением некоторой степени дополнительного зазора, чтобы исключить "закат складок" материала.
Определено, что при шаге, который по меньшей мере в 2,5 раза, предпочтительно по
меньшей мере в 3 раза, например в 3,32 раза, превышает предпочтительный радиус R поверхности (т.е. первый и третий радиусы r1, r3 в этом варианте осуществления), можно повысить уровень деформации.
Радиус поверхности вдоль радиусов r1, r2, r3 и r4 должен быть по меньшей мере равным
исходной толщине G плоского листа материала, предпочтительно в 1,1 или более раза
превышать это сечение, чтобы обеспечивать относительно равномерное распределение
деформации по всему выступу 11 и чтобы уменьшить утончение.
Фиг. 8a показывает пластическую деформацию части листа материала 10, сформованного с геометрией зуба, показанной на фиг. 5-8. Согласно фиг. 8a, имеется сплошной участок пиковой пластической деформации PP вокруг вершины выступа 11, и при этом
пластическая деформация на участке QQ изгиба вокруг участка PP уменьшается при удалении от этой области. Лист материала утончается менее чем на 25 %.
Основание впадины 12 имеет четыре радиуса dr1, dr2, dr3, dr4, которые, по существу,
соответствуют четырем радиусам r1, r2, r3, r4 поверхности зуба, контактирующей с листом.
Гибкость изобретения далее поясняется на примере дополнительных форм зуба, показанных на фиг. 9-13.
Фиг. 9 показывает второй вариант осуществления зуба 130, который содержит формующую часть 130a полусферической формы и цилиндрическое основание 130b, выполненное заодно с формующей частью 130a. В этом случае все радиусы r1, r2, r3, r4 равны
13
BY 19701 C1 2015.12.30
предпочтительному радиусу R поверхности, и шаг P2 подобран таким, при котором "закат
складок" материала не происходит. Необходимо отметить, шаг P2, требуемый для предотвращения возникновения "заката складок", в этом варианте осуществления увеличен, поскольку второй и четвертый радиусы r2, r4 равны и первому, и третьему радиусам r1, r3.
Фиг. 10 показывает третий вариант осуществления зуба 230, содержащего формующую часть 230a, выполненную заодно с основанием 230b, по существу, квадратным в горизонтальной проекции и со скругленными углами. Первый и третий радиусы r1, r3 в этом
варианте осуществления оба равны предпочтительному радиусу R поверхности, и второй
и четвертый радиусы r2, r4, каждый, содержат составной радиус, постепенно уменьшающийся к основанию 230b, обеспечивая соответствующий зазор и тем самым снижая возможность "заката складок" материала. Эта форма 230 зуба позволяет уменьшить шаг P3
сравнительно с шагом P2 второго варианта осуществления, тем самым увеличивая плотность расположения выступов 11 и улучшая ту долю формуемого листа материала 10, которая подвергается деформационному упрочнению.
Фиг. 11 показывает четвертый вариант осуществления зуба 330, который содержит
формующую часть 330a, выполненную заодно с основанием 330b, которая тоже, по существу, квадратная в горизонтальной проекции и имеет скругленные углы. Первый и третий
радиусы r1, r3 в этом варианте осуществления оба равны предпочтительному радиусу R на
пике 311a зуба 330 или рядом с ним и имеют составной радиус, постепенно уменьшающийся в сторону основания 330b. Второй и четвертый радиусы r2, r4 имеют единый радиус
кривизны, и они меньше первого и третьего радиусов r1, r3, обеспечивая тем самым соответствующий зазор и снижая возможность возникновения "заката складок" материала. Эта
форма 330 зуба обеспечивает возможность уменьшения шага P4 по сравнению с шагом P2
по второму варианту осуществления, т.к. размер основания 330b можно уменьшить для
данного предпочтительного радиуса R поверхности, тем самым увеличивая площадь листа
материала 10.
Фиг. 12 показывает пятый вариант осуществления зуба 430, содержащего формующую часть 430a, выполненную заодно с основанием 430b, которое, по существу, квадратное в горизонтальной проекции и имеет скругленные углы. Первый и третий радиусы r1, r3
в этом варианте осуществления оба равны предпочтительному радиусу R поверхности на
пике 411a зуба 430 или рядом с ним и имеют составной радиус, постепенно уменьшающийся к основанию 430b. Второй и четвертый радиусы r2, r4, каждый, представляют собой
составной радиус, постепенно уменьшающийся в сторону основания 430b, обеспечивая
область с соответствующим зазором и тем самым уменьшая возможность возникновения
"заката складок" материала. Четыре составных радиуса r1, r2, r3, r4 формы 430 зуба обеспечивают максимальную гибкость, чтобы обеспечить компромисс между степенью деформационного упрочнения и устранением "заката складок" материала.
Фиг. 13, 14A и 14B показывают шестой вариант осуществления зуба 630, который
включает в себя формующую часть 630a, сформированную заодно с основанием 630b, по
существу, квадратным в горизонтальной проекции, со скругленными углами. Все радиусы
r1, r2, r3, r4 в этом варианте осуществления равны предпочтительному радиусу R поверхности на пике 611a зуба 430 или рядом с ним, обеспечивая полусферическую поверхность
631, и представляют собой составной радиус, постепенно уменьшающийся к основанию
430b, проходя от и переходя в полусферическую поверхность 631. Второй и четвертый
радиусы r2, r4, каждый, представляют собой составной радиус, постепенно уменьшающийся к основанию 430b с более крутым градиентом, чем первый и третий радиусы r1, r3, тем
самым создавая область с соответствующим зазором, чтобы уменьшить возможность "заката складок" материала.
На фиг. 14A и 14B нагляднее показано, что полусферическая поверхность 631, или конечный участок 631, образована коническим участком, угол A которого составляет 0-180°.
14
BY 19701 C1 2015.12.30
Очевидно, что если угол A приближается к 180°, то форма 160 зуба будет приближаться к
форме, показанной на фиг. 9.
Имеющий определенную форму лист материала 27, получаемый способом согласно
фиг. 4, целесообразен для самостоятельного использования или для использования в виде
конструкционного элемента 27a, 27b, показанного на фиг. 15 и 16, например, в качестве
стойки или балки. Для этих целей особо целесообразен лист материала 10 коробчатой
формы 27a, 27b; причем коробчатый профиль 27a, 27b имеет закраины 270a, 271a, 270b и
полотно 272a и 272b, отделяющее закраины 270a, 271a, 270b на заданное расстояние.
Поверхности закраин 270a, 271a, 270b и полотно 272а, 272b имеют ряды (R11, R12,
R13) выступов 11 и впадин 12. В некоторых случаях выступы 11 и впадины 12 могут потребоваться только на части поверхности листа материала 10. Изобретение особо целесообразно для стоек 27a, 27b каркасно-панельных перегородок и для швеллерных секций
27b, в которые входят концевые части стоек 27a, 27b.
Для других целей можно использовать, по существу, плоские или профильные материалы, помимо коробчатого профиля 27, например C-, U-, Z-, I-образные профили и пр.
Лист материала указанного вида согласно изобретению намного жестче, чем простой
материал, из которого он сформован. В частности, значительно увеличивается прочность
на изгиб этого материала.
Пример 1.
Образец плоского листа материала с исходной толщиной G в 0,45 мм был подвергнут
формованию с помощью инструмента, имеющего форму зуба, показанному на фиг. 10.
Шаг зубьев на инструменте был равен 5,1 мм, первый и третий радиусы r1, r3 имели постоянный радиус кривизны 1,5 мм, и второй и четвертый радиусы r2, r4 имели составной радиус кривизны.
Лист материала был сформован с эффективной толщиной A, в 2,5 раза превышающей
исходную толщину G плоского листа материала 17, с долей значительной пластической
деформации, равной 70 %, и с утончением материала величиной в 15 %. Формованный
лист материала 10 дал 33 % повышение прочности на изгиб по сравнению с простым листом материала, из которого он был выполнен: согласно испытанию на изгиб в трех точках,
со смещением на 5 мм.
Пример 2.
Еще один образец плоского листа материала с исходной толщиной G в 0,45 мм был
подвергнут формованию при помощи инструмента с тем же зубом и с тем же шагом, что и
в примере 1.
Лист материала был сформован с эффективной толщиной A, в 3 раза превышающей
исходную толщину G плоского листа материала 17, с долей значительной пластической
деформации, равной 88 %, и с утончением материала величиной в 23 %. Формованный
лист материала 10 дал 36 % повышение прочности на изгиб по сравнению с простым листом материала, из которого он был выполнен: согласно испытанию на изгиб в трех точках,
со смещением на 5 мм.
Пример 3.
Образец плоского листа материала с исходной толщиной G в 0,7 мм был подвергнут
формованию при помощи инструмента с тем же зубом и с тем же шагом, что и в примере 1.
Лист материала был сформован с эффективной толщиной A, в 2 раза превышающей
исходную толщину G плоского листа материала 17, с долей значительной пластической
деформации, равной 88 %, и с утончением материала величиной в 11 %. Формованный
лист материала 10 дал 48 % повышение прочности на изгиб по сравнению с простым листом материала, из которого он был выполнен: согласно испытанию на изгиб в трех точках,
со смещением на 5 мм.
Пример 4.
Образец плоского листа материала с исходной толщиной G в 0,7 мм был подвергнут
формованию при помощи инструмента с тем же зубом и с тем же шагом, что и в примере 1.
15
BY 19701 C1 2015.12.30
Лист материала был сформован с эффективной толщиной A, в 2,5 раза превышающей
исходную толщину G плоского листа материала 17, с долей значительной пластической
деформации, равной 96 %, и с утончением материала величиной в 22 %. Формованный
лист материала 10 дал 62 % повышение прочности на изгиб по сравнению с простым листом материала, из которого он был выполнен: согласно испытанию на изгиб в трех точках,
со смещением на 5 мм.
Пример 5
Образец плоского листа материала с исходной толщиной G в 2 мм был подвергнут
формованию при помощи инструмента с зубом, показанным на фиг. 9. Шаг зубьев на инструменте был равен 9,5 мм, и первый, второй, третий и четвертый радиусы r1, r2, r3, r4, все
имели постоянный радиус кривизны в 2,5 мм.
Лист материала был сформован с эффективной толщиной A, в 1,8 раза превышающей
исходную толщину G плоского листа материала 17, с долей значительной пластической
деформации, равной 76 %, и с утончением материала величиной в 24 %. Формованный
лист материала 10 дал 35 % повышение прочности на изгиб по сравнению с простым листом материала, из которого он был выполнен: согласно испытанию на изгиб в трех точках,
со смещением на 5 мм.
Нужно отметить, что в рамках объема изобретения предусматриваются несколько вариантов излагаемого выше осуществления. Например, формующий(ие) инструмент(ы) не
обязательно должен содержать входящие в зацепление валки. Можно использовать любой
целесообразный инструмент, такой как пресс или другое штамповочное средство.
Пару валков 18, 19 можно заменить парой неодинаковых валков, например, один из
них будет валком с квадратными зубьями (не показан), другой валок будет с удлиненными
зубьями (не показан).
Вместо пары валков 22, 23 и 24 можно использовать альтернативное(ые) устройство(а)
для видоизменения листа материала иным образом либо лист материала можно оставить
без видоизменения.
Выше указано, что спиральные ряды наклонены на 45° относительно оси валков, но
они могут иметь любой другой наклон, и/или они необязательно должны располагаться в
виде спиральных рядов. Инструмент не обязательно должен быть валками, и он может
быть, например, блоком с плоским торцом и/или, по существу, плоскостным блоком.
Лист материала предпочтительно является мягкой сталью, оцинкованной или с иным
покрытием для защиты от коррозии. Видоизменение исходно простого оцинкованного
листа из мягкой стали указанным выше способом не затрагивает защитное покрытие. Исходная толщина G плоского листа материала обычно составляет 0,3-3 мм.
Установлено, что изобретение может быть использовано для формования плоского
листа материала с исходной толщиной G в 3 мм, с повышенной прочностью и без заметного "заката складок" материала.
Предусматриваются многие альтернативные радиусы r1, r2, r3, r4, которые дадут разные
формы скругленных поверхностей контакта с листом материала в соответствии с изобретением.
Шаг между соседними зубьями 30 в рядах R11 может быть отличным от шага P в
столбцах C11.
Используемый здесь термин "лист материала" включает в себя, по существу, плоский
материал, например материал, описанный в упомянутых Европейских патентных заявках,
и продукцию, изготовленную гибкой или профилированием, по существу, плоского листа
материала, примеры которой приведены на фиг. 9 и 10 и упомянуты в нашей опубликованной международной заявке WO 82/03347.
16
BY 19701 C1 2015.12.30
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3
17
BY 19701 C1 2015.12.30
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Фиг. 8
18
BY 19701 C1 2015.12.30
Фиг. 8A
Фиг. 9
Фиг. 10
Фиг. 11
Фиг. 12
Фиг. 13
19
BY 19701 C1 2015.12.30
Фиг. 14A
Фиг. 14B
Фиг. 15
Фиг. 16
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
20
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
849 Кб
Теги
патент, by19701
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа