[LT] Išradimas priklauso metalų apdirbimo sričiai. Konkrečiau, tai įrenginys, skirtas gaminti detales iš metalo lakštų palaipsnio formavimo būdu. Įrenginys gali būti panaudotas transporto priemonių, tame tarpe orlaivių, vienetinių riboto skaičiaus detalių gamybai, pavyzdžiui, sukurti ir išbandyti prototipą. Šiame įrenginyje, prie standaus rėmo (3) pritvirtintų bimorfinio tipo pjezokeraminių keitiklių (5) pagalba yra sužadinami rėme (3) įtvirtintos lakštinio metalo plokštės (4) ultragarsinio dažnio aukštesnių harmonikų erdviniai virpesiai. Tokiu būdu yra sumažinama trinties jėga tarp lakštinio metalo plokštės (4) paviršiaus ir formavimo įrankio (6), kas padidina formuojamos detalės kokybę, o taip pat supaprastina visos formavimo mašinos konstrukcijos sudėtingumą bei detalių gamybos kaštus.
[EN] The invention relates to the field of metalworking. More specifically, it is a device for producing parts from sheet metal materials by means of gradual forming. The device can be used to manufacture limited amounts of parts for vehicles, including aircrafts, for example to design and test a prototype. In this device, by means of bimorphic type piezoceramic transducers (5) mounted on a rigid frame (3), spatial ultrasonic frequency higher harmonics oscillations of the sheet metal plate (4) fixed in the frame (3) are excited. In this way, the friction force between the surface of the sheet metal plate (4) and the forming tool (6) is reduced, which increases the quality of the formed part, as well as simplifies the complexity of the entire forming machine and production costs.
[0001] Išradimas priklauso metalų apdirbimo sričiai. Konkrečiau, tai įrenginys skirtas gaminti detales iš metalo lakšto, medžiagų palaipsnio formavimo būdu.
[0002] Įrenginys gali būti panaudotas transporto priemonių, tame tarpe orlaivių, vienetinių riboto skaičiaus detalių gamybai, pavyzdžiui, sukurti ir išbandyti prototipą.
[0003] TECHNIKOS LYGIS
[0004] JAV patente U9682418B1 (prioriteto data 2009.06.18, suteiktas 2017.06.20) yra aprašytas palaipsnio (inkrementinio) lakšto formavimo metodas ir įrenginys jam realizuoti. Naudojant robotizuotas sistemas, formavimo įrankis iš metalinio lakšto formuoja užprogramuotas gaminamos detalės konfigūracijas. Prie įrenginio rėmo standžiai pritvirtintas lakštas yra veikiamas įrankio ir tam, kad užprogramuotos detalės formavimo metu būtų sumažinta trinties jėga tarp įrankio ir lakšto, kuri tiesiogiai įtakoja į detalės kokybę, nurodytame įrenginyje paminėtai trinties jėgai sumažinti yra panaudojamas tepalas. Toks problemos sprendimas tik dalinai sumažina įrankio trinties į metalo lakštą jėgą ir padidina visos metalo lakštų formavimo mašinos konstrukcijos sudėtingumą bei sumažina ekonomiškumą.
[0005] Kitas JAV patentas US8033151B2 (prioriteto data 2009.04.08, suteiktas 2011.10.11) aprašo metodą ir įrenginį, kuriuose jėga, reikalinga formuoti iš lakštinio metalo detalei, sumažinama, tam tikslui panaudojant ultragarso energiją per aukšto dažnio (20kHz) virpesius paduodamus į formavimo įrankį. Nurodytas metodas ir jam realizuoti skirtas į renginys panaudotas metalo lakštų formavimo mašinose ne tik sumažina įrankio prispaudimo prie formuojamos detalės paviršiaus jėgą, kuri gali sukelti mašinos gedimą bet ir tiesiogiai įtakoja formuojamos detalės paviršiaus kokybę (galimi fiziniai lakštinio metalo pokyčiai ar deformacijos). Be to, formavimo įrankyje sukuriami aukšto dažnio virpesiai, kurie kontaktuodami su metalo lakštu vertikalia kryptimi ir viename taške, gali metalo lakšte padaryti įtrūkius ar raukšles, kas vėlgi paveikia į suformuotos detalės kokybę.
[0006] Abiejų šių prototipų trūkumai yra tai, kad norint pagaminti kokybišką detalę iš lakštinio metalo, naudojant medžiagų palaipsnio formavimo metodą ir įrangą, reikia iki minimumo sumažinti trinties jėgą tarp įrankio ir formuojamos detalės paviršiaus, tam tikslui papildomai panaudojant tepalą ar sužadinant ultragarsinio dažnio virpesius judančiame įrankyje, kas padidina visos formavimo mašinos konstrukcijos sudėtingumą bei detalių gamybos kaštus.
[0007] IŠRADIMO ESMĖ
[0008] Išradimo tikslas yra lakštinių metalo detalių palaipsninio formavimo įrenginio konstrukcijos supaprastinimas ir formuojamų detalių kokybės padidinimas.
[0009] Išradimo esmė yra lakštinių metalo detalių palaipsninio formavimo įrenginys, kuriame pjezoelektrinių keitiklių, pritvirtintų prie standaus rėmo, pagalba yra sužadinami šiame rėme įtvirtintos lakštinio metalo plokštės ultragarsinio dažnio aukštesnių harmonikų erdviniai virpesiai. Tokiu būdu yra sumažinama trinties jėga tarp lakštinio metalo plokštės paviršiaus ir įrankio, kas padidina formuojamos detalės kokybę, o taip pat supaprastina visos formavimo mašinos konstrukcijos sudėtingumą bei detalių gamybos kaštus.
[0010] Įrenginio veikimas yra pagrįstas ultragarsinės energijos perdavimu iš pjezoelektrinių keitiklių, pritvirtintų prie standaus rėmo, į šiame rėme įtvirtintą lakštinio metalo plokštę, kurioje yra sužadinami ultragarsinio dažnio aukštesnių harmonikų erdviniai virpesiai.
[0011] BRĖŽINIŲ APRAŠYMAS
[0012] Išradimas paaiškintas brėžiniuose. Pridedamos schemos ir brėžiniai yra išradimo aprašymo sudedamoji dalis ir pateikti kaip nuoroda į galimą išradimo įgyvendinimą, bet neturi riboti išradimo apimties. Brėžiniai ir schemos nebūtinai atitinka išradimo detalių mastelį. Detalės, kurios nėra būtinos aiškinant išradimo veikimą ir neturi ryšio, nėra pateikiamos.
[0013] Pav. 1 lakštinių metalo detalių palaipsninio formavimo įrenginio struktūrinė schema ir įrenginio pjūvio A-A vaizdas.
[0014] DETALUS IŠRADIMO APRAŠYMAS
[0015] Paveiksle 1 pavaizduotas lakštinių metalo detalių palaipsninio formavimo įrenginio konstrukcijos schema ir įrenginio pjūvio A-A vaizdas.
[0016] Lakštinių metalo detalių palaipsninio formavimo įrenginio konstrukciją sudaro: (1) korpusas, ant kurio per virpesių izoliavimo tarpinę (2) tvirtai sumontuotas rėmas (3) ir jame standžiai įtvirtinta lakštinio metalo plokštė (4), o rėmo (3) šonuose pritvirtinti pjezokeraminiai bimorfinio tipo keitikliai (5). Lakštinio metalo plokštė (4) iš viršaus yra veikiama kontaktinio formuojančio įrankio (6).
[0017] Veikiant pjezokeraminiams bimorfinio tipo keitikliams (5), rėme (3) įtvirtintoje plokštėje (4) yra sužadinami ultragarsinio dažnio aukštesnių harmonikų erdviniai virpesiai, kurių dėka iki minimumo kontaktinėje zonoje tarp plokštės (4) paviršiaus ir įrankio (6) antgalio sumažėja trinties jėga, o tai padidina formuojamos detalės kokybę, o taip pat supaprastina visos formavimo mašinos konstrukcijos sudėtingumą bei detalių gamybos kaštus.
[0018] Palyginus su artimiausiu analogu, šis naujas lakštinių metalo detalių palaipsninio formavimo įrenginys, padidina formuojamos detalės kokybę, žymiai supaprastina visos formavimo mašinos konstrukciją bei sumažina detalių gamybos kaštus.
1. Lakštinių metalo detalių palaipsninio formavimo įrenginys, susidedantis iš korpuso (1), ant kurio sumontuotas rėmas (3) su standžiai įtvirtinta formuojamo metalo plokšte (4), formavimo įrankiu (6), ir su ultragarsinės energijos įtaisu (5), b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad ultragarsinės energijos įtaisas (5) žadina ultragarsinio dažnio erdvinius virpesius formuojamo metalo plokštėje (4).
2. Lakštinių metalo detalių palaipsninio formavimo įrenginys pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad ultragarsinės energijos įtaisas (5) yra bimorfinio tipo pjezokeraminis keitiklis.
3. Lakštinių metalo detalių palaipsninio formavimo įrenginys pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad ultragarsinės energijos įtaisas (5) yra pritvirtintas prie vieno iš galimų rėmo (3) šonų.
4. Lakštinių metalo detalių palaipsninio formavimo įrenginys pagal 1 ir 2 punktus, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad bimorfinio tipo pjezokeraminis keitiklis (5) plokštėje (4) sužadina ultragarsinio dažnio aukštesnių harmonikų erdvinius virpesius.