СПОСОБ И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОФОРМИНГА
METHOD AND FLUID FORMING PRODUCTION LINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к способам и производственным линиям для изготовления изделий с использованием гидроформинга.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
При традиционном использовании гидроформинга трубная заготовка помещается в форму и подвергается действию давления, так что она формуется гидростатически при взаимодействии с формой. После этого форма открывается, изделие выгружается, и загружается следующая заготовка.
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целями изобретения являются упрощение процесса изготовления изделий с использованием гидроформинга и снижение стоимости их производства, а также обеспечение возможности полной автоматизации производства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вышеуказанные цели, в принципе, достигаются выполнением следующих последовательных операций: сматывание ленты с рулона и формование ленты непосредственно в трубу, которую сваривают и вводят для осуществления гидроформинга в форму, которую при этом удерживают открытой, так что может быть выгружено изделие, изготовленное в предыдущем цикле, затем прекращают подачу ленты, когда изделие, изготовленное в предыдущем цикле, выгружено, закрывают форму, уплотняют оба конца трубы и подвергают трубу действию давления, так что из трубы формуется изделие, открывают форму, возобновляя изготовление трубы, останавливают подачу, отрезают готовое изделие и осуществляют гидроформинг для изготовления следующего изделия.
Производственная линия в соответствии с изобретением содержит рулоноразматыватель для сматывания стальной ленты с рулона, лентогибочную машину для сгибания ленты в трубу, сварочную установку для сваривания краев стальной ленты, установку гидроформинга, содержащую форму, которая может быть открыта для приема готовой трубы после ее формования и сварки, отрезную установку для отрезания готового изделия после того, как оно выгружено из установки гидроформинга, устройства на двух концах трубы для ее уплотнения и линию подачи среды через одно из уплотнительных устройств для создания давления для того, чтобы подвергнуть трубу действию давления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - схематичный вид сбоку производственной линии в соответствии с изобретением.
Фиг.2 - вид сверху производственной линии, представленной на фиг.1.
Фиг.3 - увеличенный вид части производственной линии, представленной на фиг.1 и 2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Производственная линия, схема которой представлена на фиг.1 и 2, содержит рулоноразматыватель 11 для разматывания рулона 13 стальной ленты 12. Лента подается в роликовую лентогибочную машину 14 с формирующими роликами 15, которая показана лишь схематично. Лента последовательно сгибается в лентогибочной машине в трубу 16, продольный шов которой выполняется с использованием стационарной сварочной установки 17 при прохождении через нее заготовки трубы. Как показано, труба может иметь в поперечном сечении форму окружности. Лентогибочная машина также содержит подающее устройство для стальной ленты.
Установка 18 гидроформинга, показанная лишь схематично, располагается после сварочной установки. В состав установки гидроформинга входит форма, состоящая из двух частей, верхней части 19 и нижней части 20. На фиг.1 форма показана в закрытом положении, и она может быть открыта с помощью привода, перемещающего нижнюю часть формы вниз, как показано стрелкой 21, а верхнюю часть вверх, как показано стрелкой 22 на фиг.3. На фиг.2 части формы не показаны, но показан их внутренний профиль.
После формирования трубы 16 форма 19, 20 удерживается в открытом положении, так что изделие 23, сформированное в предыдущем производственном цикле, может быть выгружено из формы, в то время как труба 16 подается непрерывно в форму по мере изготовления трубы.
После того как сформированное изделие 23 полностью выходит из формы 19, 20, как показано на фиг.1, изготовление трубы 16 прекращается, и она отрезается с использованием отрезной установки 24, которая содержит дисковую пилу 25. Затем отрезанное изделие 23 вывозится с помощью транспортировочного устройства 26. После выгрузки изделия 23 из формы она может быть закрыта вокруг трубы 16, как показано на фиг.1, для осуществления процесса гидроформинга внутри формы. Изделие 23 показано на фиг.1 перед его отрезанием, а на фиг.2 представлен вид линии, когда изделие уже отрезано и вывезено.
Осуществление процесса гидроформинга описано со ссылками на фиг.3, на которой представлен вид закрытой формы 19, 20 вместе со сформованным следующим изделием 27. На входной стороне формы установлено коническое стальное кольцо 30, которое сопрягается с внутренней стенкой трубы 16 и которое фиксируется в аксиальном направлении, а в радиальном направлении может в определенных пределах упруго растягиваться, будучи установленным на держателе в форме трубы 31 с помощью спиц 29. Стальное кольцо 30 обеспечивает плавный вход трубы в форму в процессе изготовления трубы, а спицы 29 обеспечивают возможность растяжения кольца. Внутри трубы 31 и стального кольца 30 проходит стержень 32, который снабжен конической пробкой 33 и может быть изготовлен из стали. Как можно видеть на фиг.1, держатель 34 располагается там, где шов трубы 16 еще не заварен, так что держатель может поддерживать трубу 31 и стержень 32. Таким образом, зона роликовой лентогибочной машины, в которой происходит окончательное формирование трубы 16, находится возле держателя для того, чтобы закрыть профиль трубы 16, хотя эта зона окончательного формирования на чертежах не показана.
Такое же коническое стальное кольцо 35 и коническая пробка 36 размещаются на втором конце формы 19, 20. Пробка 36 прикреплена к стержню 37, и канал 38 подачи среды, обеспечивающей давление, проходит сквозь стержень и сквозь пробку. Пробка 36 и стальное кольцо 35 поддерживаются кронштейном 39, который может поворачиваться вокруг оси I, как показано на фиг.2. На фиг.1 и 3 кронштейн 39 не показан. Он поддерживает кольцо 35 так же, как труба 31 поддерживает кольцо 30. Узел, состоящий из частей 35-39, показан на фиг.2 с пробкой и стальным кольцом, повернутыми так, что они введены в конец трубы 16. Узел, состоящий из частей 35-39, в отведенном положении показан пунктирными линиями. В качестве альтернативного варианта среда, создающая давление, может подаваться через коническую пробку 33.
Для того чтобы создать давление в трубе 16, когда она находится в форме 19, 20, стержни отводятся назад с помощью исполнительного механизма, так что пробки 33, 36 устанавливаются в исходное положение, в котором они обеспечивают уплотнение с кольцами 30, 35, и при этом пробки упруго растягивают кольца, обеспечивая их уплотнение с трубой 16. Растяжение колец для формирования уплотнения является достоинством, поскольку в этом случае минимизируется утечка и обеспечивается первоначальное трение с трубой 16, однако такое растяжение не является совершенно обязательным. Среда, создающая давление, подается через канал 38, и давление среды обеспечивает приложение силы, действующей в направлении из формы, к пробкам 33, 36, которые взаимодействуют с кольцами, создавая увеличенную нормальную силу, приложенную к трубе 16, прижимая ее к стенкам формы 19, 20. Спицы 29 обеспечивают возможность такого растяжения кольца 30, при этом кольцо 35 растягивается аналогичным образом. Таким образом, достигается автоматическое установление концевых уплотнений, и поэтому отпадает необходимость в приложении увеличенной внешней аксиальной силы для получения такого уплотнения. В этом случае устройства уплотнения концов формы имеют небольшие размеры, просты и дешевы в изготовлении, то есть конструкция производственной линии упрощается. Исполнительные механизмы для управления перемещением стержней 32, 37 не показаны. После сброса давления пробки 33, 36 отводятся внутрь формы стержнями 32, 37, кольца 30, 35 упруго сжимаются, и узел 35-39 может быть отведен в положение, показанное пунктирными линиями на фиг.1. Теперь форма 19, 20 может быть снова раскрыта, и лентогибочная машина снова может подавать трубу 16 в форму, выталкивая из нее сформованное изделие.
В рассмотренном варианте осуществления изобретения используются конические пробки 33, 36 и конические кольца 30, 35. Однако может быть достаточным, если коническую форму имеет только кольцо или только пробка, хотя рассмотренный выше вариант является предпочтительным.
В качестве среды, создающей давление, может обычным образом использоваться суспензия масла с водой.
Необходимо понимать, что при этом обеспечивается простая возможность полной автоматизации производственного процесса от разматывания рулона стальной ленты до выгрузки готового изделия, полученного в результате гидроформинга.
Технологии изготовления трубы и процесс гидроформинга известны и хорошо отработаны, поэтому их подробное описание не приводится. Сформированная труба необязательно должна иметь круглую форму поперечного сечения, эта форма может быть любой. Кроме того, сечение трубы необязательно должно быть постоянно по ее длине, конечно, при условии, что используемая лентогибочная машина обеспечивает формирование таких труб.