Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR SECURING A PIN IN AUTOMOTIVE VEHICLE DOOR HINGE UNITS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/159194
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the field of pressurized metal working and can be used in the automotive industry for securing a pin in the units of various automotive vehicle door hinges. In order to improve the movability of the hinge units, eliminate distortion of the pin during the hinge assembly process and increase the quality with which the pin is secured in the door hinge units, the end faces of the pin (5) are upset not over the entire cross section, but rather over the outer part thereof, with the aid of a hollow punch (2). Furthermore, in order for the outer layer not to be removed from the pin (5) in the form of shavings, bracing forces are created in relation to the pin immediately after the cutting edge by the inclined working surface (4) of the punch (2), which surface is in the form of a bevel that ensures the plastic flow of the metal along the pin during the movement of the hollow punch (2) along the pin (5) and limits the spreading of material in the radial direction. The collected metal is moved to the external end faces of the hinge and tightly clamped thereto. As a result, the pin (5) is reliably secured in the hinge, interconnecting the units thereof. Furthermore, the forces which are required for upsetting the outer layer of the ends of the pin (5) are smaller than the forces for upsetting the entire cross section of the ends of the pin (5), and therefore the pin (5) is not distorted in the door hinge lugs. In order to carry out the method, use is made of a punch (2) having a cylindrical cavity (3) and a working surface (4) in the form of a bevel.

Application Number:
RU2011/000285
Publication Date:
December 22, 2011
Filing Date:
April 29, 2011
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
CLOSED JOINT STOCK COMPANY "POLAD" (ul. Juzhnoe shosse, 105Samarskaya obl, Togliatti 4, 445944, RU)
International Classes:
B21D53/40; B21D37/00; B21J5/08
Attorney, Agent or Firm:
KISILENKO, Ivan Antonovich (ul. Juzhnoe shosse, 105Samarskaya obl, Togliatti 4, 445944, RU)
Download PDF:
Claims:
ФОРМУЛА 1. Способ крепления оси в звеньях дверной петли автомобиля , который состоит в том, что осуществляют вручную подсборку звень- ев петли, укладывают их в сборочный полуавтомат для окончатель- ной сборки, подают смазку в проушины звеньев петли и с вибробун- кера подают ось, которую запрессовывают в подсобранной дверной петле и крепят ось в звеньях трехзвенной дверной петли автомобиля, осуществляя процесс высадки концов оси на внешние торцы звеньев петли, отличающийся тем, что торцы оси высаживают не по всему поперечному сечению, а лишь по его внешней части, с помощью по- лого пуансона, при этом, чтобы внешний слой не снялся с оси в ви- де стружки, сразу после режущей кромки создают подпирающие уси- лия при помощи рабочей поверхности пуансона, наклонной к оси пу- ансона, и выполненной в виде фаски, которая обеспечивает пластиче- ское течение металла вдоль оси по мере продвижения полого пуансо- на и ограничивает растекание материала в радиальном направлении, затем набираемый металл перемещают к внешним торцам петли и плотно прижимают к ним.

2. Пуансон для высадки концов оси в звеньях дверной петли ав- томобиля, состоящий из цилиндра с плоской рабочей поверхностью, перпендикулярной оси петли, отличающийся тем, что в цилиндриче- ской части пуансона выполнена цилиндрическая полость, имеющая диаметр на 0,1 - 0,3мм меньше диаметра высаживаемой оси, и рабо- чую поверхность, наклонную к вертикальной оси и выполненную в виде фаски, которая имеет возможность передавать усилия на внеш- нюю кольцевую часть торца выступающего конца оси, причем высо та рабочей поверхности равна 1-2 толщинам стопорных шайб, приме- няемых для крепления оси в петле.

3. Пуансон для высадки концов оси в звеньях дверной петли автомо- биля, состоящий из цилиндра с плоской рабочей поверхностью, пер- пендикулярной оси петли, отличающийся тем, что в цилиндрической части пуансона выполнена цилиндрическая полость, имеющая диа- метр равный диаметру высаживаемой оси, и рабочую поверхность, наклонную к вертикальной оси и выполненную в виде фаски на внут- ренних выступах поверхности, которая имеет возможность переда- вать усилия на отдельные участки внешней части торца выступаю- щего конца оси.

Description:
Способ крепления оси в звеньях дверной петли автомобиля и устройство для его осуществления

Область техники

Изобретение относится к области обработки металлов давлени- ем и может быть использовано в автомобильной промышленности для крепления оси в звеньях различных дверных петель автомобиля.

Предшествующий уровень техники

Известен способ крепления оси в трехзвенной дверной петле легкового автомобиля (см. «Операционная инструкция», N° ПШД- ОИ-023, JV° ПШД-ОИ-024, 2009Г., используемая в ЗАО «Полад»), взя- тый за прототип. Способ состоит в том, что вручную осуществляют подсборку звеньев петли и дальнейшую укладку их в сборочный по- луавтомат для окончательной сборки. Затем подают смазку в отвер- стия звеньев петли, а с вибробункера подают ось, которую запрессо- вывают в подсобранной дверной петле. Крепление оси в звеньях трех- звенной дверной петли для автомобиля, осуществляют в процессе вы- садки концов оси на внешние торцы звеньев петли. Высадка заканчи- вается расплющиванием концов оси на торцах звеньев петли. Таким образом, ось закрепляется в петле, но расплющенные концы оси име- ют неправильную форму, и их центры смещены от центра оси петли. Вследствие этого невозможно просверлить по центру оси углубления, за которые автомат смог бы взять петлю, а так как концы оси рас- плющены, автомат не может взять петлю за концы оси и с вы- сокой точностью позиционировать её на кузов для последующей сварки. Поэтому для позиционирования петли на кузове автомобиля в процессе сварки, автомат берёт петлю за торец корпуса звена петли, что приводит к большой погрешности в позиционировании звеньев петли на кузове автомобиля в процессе сварки, в результате чего по- лучается несоосность верхней и нижней оси дверной петли автомоби- ля. Кроме того, при высадке концов оси происходит искривление са- мой оси в проушинах звеньев петли, что приводит к тугоподвижности при раскрывании петли. Несоосность и тугоподвижность петли при- водят к тугоподвижности двери автомобиля и быстрому провисанию двери автомобиля в процессе эксплуатации. Для точного позициони- рования автоматом петли на кузове автомобиля необходимо, чтобы концы оси выступали над торцами петли не более 5 мм. Дальнейшее увеличение длины торцов оси может затруднить работу сварочного автомата под осями.

Известны и другие способы крепления оси в звеньях петли, на- пример, крепление с помощью шлицов, на резьбе, с помощью сто- порных шайб и тому подобное, но все указанные способы являются более трудозатратными по сравнению с расплющиванием, а, следо- вательно, и более дорогостоящими.

При осуществлении указанного выше способа крепления оси в звеньях петли двери автомобиля используется цилиндрический пуан- сон для высадки всего сечения концов оси (см. «Операционная инст- рукция», J o ПТТ1Д-ОИ-024, 2009г., чертеж 1337.021.03.04 001, 1989 г., используемый в ЗАО «Полад»). Указанный пуансон взят за прото- тип. Пуансон выполнен в виде цилиндра с плоской рабочей поверх- ностью, перпендикулярной оси петли, передающей усилия высадки на всю торцевую поверхность высаживаемой оси. Недостатком данной конструкции является невозможность высадки части внешнего слоя оси, так как его плоская рабочая поверхность высаживает концы оси по всему поперечному сечению, что приводит к потере устойчиво- сти (при соотношении поси/сюси больше трех) и искривлению оси в проушинах петли, а это, в свою очередь, ведет к тугоподвижности звеньев петли относительно друг друга.

Раскрытие изобретения

Технической задачей предлагаемого изобретения является по- вышение качества изготовления петли двери автомобиля, не услож- няя техпроцесс её изготовления, что так же позволит сохранить низ- кую себестоимость производства дверной петли.

Техническим результатом использования изобретения является улучшение подвижности звеньев петли, исключение искривления оси в процессе сборки петли, повышение качества крепления оси в звень- ях дверной петли, а также обеспечение возможности автомату точно позиционировать петлю на кузове автомобиля под сварку, исключая несоосность осей верхней и нижней петель.

Технический результат достигается за счет осуществления спо- соба крепления оси в звеньях дверной петли автомобиля, который со- стоит в том, что осуществляют вручную подсборку звеньев петли, ук- ладывают их в сборочный полуавтомат для окончательной сборки, подают ось, которую запрессовывают в подсобранной дверной петле и крепят ось в звеньях дверной петли автомобиля, осуществляя про- цесс высадки концов оси на внешние торцы звеньев петли, причем торцы оси высаживают не по всему поперечному сечению, а лишь по его внешней части, с помощью полого пуансона. При этом, чтобы внешний слой не снялся с оси в виде стружки, создают подпирающие усилия наклонной поверхностью пуансона, выполненной в виде фаски, которая обеспечивает пластическое течение металла вдоль оси по мере продвижения полого пуансона по оси и ограничивает расте- кание материала в радиальном направлении. Набираемый металл пе- ремещают к внешним торцам петли и плотно прижимают к ним. В ре- зультате ось надежно закрепляется в петле, соединяя её звенья между собой. При этом усилия, необходимые для высадки внешнего слоя концов оси, меньше, чем усилия при высадке всего поперечного сече- ния концов оси, за счет этого не происходит искривление оси в про- ушинах дверной петли.

Для осуществления способа, в качестве рабочего инструмента, используют пуансон для высадки концов оси в звеньях дверной петли автомобиля, состоящий из цилиндра с плоской рабочей поверхно- стью, перпендикулярной оси петли, имеющий цилиндрическую по- лость, диаметр которой на 0,1 - 0,3мм меньше диаметра высаживае- мой оси, с рабочей поверхностью в виде фаски, которая имеет воз- можность передавать усилия не на всю торцевую поверхность оси, а на внешнюю кольцевую часть торца конца оси, выступающего из проушины. Причем высота рабочей поверхности равна 1 -2 толщинам стопорных шайб, применяемых для крепления оси в петле. Длина участка высаживаемого металла, контактирующая с рабочей поверх- ностью пуансона, изменяется: в начале высадки она равна величине, равной толщине высаживаемого кольцевого слоя конца оси, деленно- го на sin угла наклона рабочей поверхности к высаживаемой оси, а в конце процесса высадки равна высоте рабочей поверхности, деленной на cos угла наклона рабочей поверхности к высаживаемой оси. Опти- мальный угол наклона рабочей поверхности пуансона к вертикальной оси составляет 30°.

При отсутствии наклонной рабочей поверхности пуансона в ви- де усеченного конуса, тонкий кольцевой слой металла с концов оси снимается в виде стружки, а указанная выше рабочая поверхность создает горизонтальные подпирающие усилия в направлении перпен- дикулярном высаживаемой оси петли и обеспечивает пластическое течение металла вдоль концов оси, при этом ограничивая растекание материала в радиальном направлении. Усилия при высадке внешнего кольцевого слоя, толщина которого составляет всего десятые доли миллиметра, намного меньше, чем при высадке всего поперечного се- чения торцов оси на торцы звена петли и не вызывают искривления оси в проушинах петли.

Другим вариантом рабочего инструмента является пуансон, со- стоящий из цилиндра с плоской рабочей поверхностью, перпендику- лярной оси петли, имеющий цилиндрическую полость, диаметр кото- рой равен диаметру высаживаемой оси, а рабочая поверхность вы- полнена в виде фаски на внутренних выступах. Указанная рабочая поверхность имеет возможность передавать усилия не на всю торце- вую поверхность, а лишь на часть внешней поверхности торца оси. В процессе высадки части внешнего слоя концов оси длина участка высаживаемого металла, контактирующая с рабочей поверхностью пуансона, изменяется: в начале высадки она равна величине, равной толщине высаживаемого слоя конца оси, деленного на sin угла на- клона рабочей поверхности к высаживаемой оси, а в конце процесса высадки равна высоте рабочей поверхности, деленной на cos угла на- клона рабочей поверхности к высаживаемой оси. Оптимальный угол наклона рабочей поверхности пуансона к вертикали высаживаемой оси составляет 30°.

При отсутствии наклонной рабочей поверхности внутренних вы- ступов пуансона с оси снимается тонкий слой металла в виде стружки. Указанная выше рабочая поверхность создает горизонтальные подпи- раюшие усилия, в направлении, перпендикулярном высаживаемой оси петли, и обеспечивает пластическое течение металла вдоль оси, огра- ничивая растекание материала в радиальном направлении. При этом усилия при высадке части внешнего слоя, толщина которого составляет всего 0,15 - 0,3 мм, намного меньше, чем при высадке всего поперечно- го сечения торцов оси на торцы звена петли, и они не вызывают ис- кривления оси в проушинах петли.

Краткое описание фигур чертежей

На фиг. 1 изображена конструкция пунсона, высаживающего внешний кольцевой слой концов оси, на фиг. 2;5—зоны высадки оси, фиг.З - кольцевая рабочая поверхность пуансона, фиг. 4 - конструк- ция пуансона, высаживающего часть внешнего слоя концов оси, фиг. 6 - рабочая поверхность пуансона с внутренними выступами.

Лучший вариант осуществления изобретения

Конструкция пуансона состоит из хвостовика 1 с резьбой для крепления в штоке гидроцилиндра и собственно пуансона 2, имеюще- го цилиндрическую полость 3, диаметр которой меньше диаметра вы- саживаемой оси 5 (фиг.1) или равен диаметру высаживаемой оси 5 (фиг. 4). Цилиндрическая полость 3 переходит в рабочую поверхность 4, выполненную в виде гладкой фаски (фиг.З) или в виде фаски 4 на внутренних выступах (фиг.6). Промышленная применимость

Заявляемый способ крепления оси в звеньях дверной петли ав- томобиля осуществляют следующим образом. Производят вручную подсборку звеньев петли и дальнейшую их укладку в сборочный по- луавтомат для окончательной сборки звеньев петли и с вибробункера, подают ось 6, которую запрессовывают в подсобранной дверной пет ле. Крепление оси 5 в звеньях дверной петли производят за счет вы- садки концов оси 5 на внешние торцы звеньев дверной петли автомо- биля. Торцы оси 5 высаживают не по всему поперечному сечению, а лишь его внешнюю часть. Для этого используют полый пуансон 2, диаметр цилиндрической полости 3 которого меньше диаметра оси 5 (фиг. 1) или равен ему (фиг. 4). При этом, чтобы внешние участки не снялись с оси 5 в виде стружки в процессе высадки, в пуансоне 2 вы- полнена рабочая поверхность 4 в виде фаски, которая, сразу после входа оси 5 в полость 3, создает подпирающие усилия боковой рабо- чей поверхностью 4 пуансона в направлении, перпендикулярном вы- саживаемой оси 5 петли, что обеспечивает пластическое течение ме- талла вдоль оси 5 и ограничивает растекание материала в радиальном направлении. Причем высота рабочей поверхности 4 находится в пре- делах 1-2 величины стопорной шайбы, а оптимальный угол наклона боковой поверхности 4 к оси составляет 30°, что было подтверждено экспериментально.

Данная конструкция пуансона позволяет повысить качество крепления оси в проушинах дверной петли автомобиля, и исключить тугоподвижность самой петли, что подтверждается проведенным экс- периментом на производстве штампованных деталей в ЗАО «Полад».

Эксперимент проводили на двухзвенной петле для автомобиля ВАЗ 21703 LADA Priora с применением двух конструкций пуансона.

Применение первой конструкции пуансона. Ось петли диамет- ром 8,2мм выступала над торцами петли на 5мм. Высадку внешнего кольцевого слоя концов оси толщиной 0,2мм на торцы петли провели полым пуансоном с диаметром полости 7,8 мм. Чтобы внешний слой не снялась с оси в виде стружки, сразу после входа оси создают под- пирающие усилия наклонной рабочей поверхностью пуансона к оси в виде фаски, высотой фаски 2мм, с углом наклона к цилиндрической оси 30°, обеспечивающие пластическое течение металла вдоль оси, по мере продвижения пуансона по оси и ограничивающие растекание материала в радиальном направлении.

В результате эксперимента получили кольцевое утолщение во- круг оси на расстоянии 5мм от её торцов, имеющее коническую фор- му с углом уклона в 30° и плотно прижатое к торцам петли, что обес- печивает надежное крепление оси в петле и позволяет автомату брать петлю за концы оси диаметром 7,8мм, либо за углубления, высвер- ленные на торцевой поверхности концов оси, и позиционировать её с высокой точностью на кузове автомобиля для дальнейшей приварки к кузову.

Применение второй конструкции пуансона. Ось петли диамет- ром 8,2мм выступала над торцами петли на 5мм. Высадку части внешнего кольцевого слоя концов оси толщиной 0,2мм на торцы пет- ли провели полым пуансоном с диаметром полости 8,2 мм, чтобы часть внешнего слоя не снялась с оси в виде стружки, сразу после входа оси создают подпирающие усилия наклонной поверхностью внутренних выступов пуансона к оси в виде фаски, высотой фаски 2мм, с углом наклона к цилиндрической оси 30°, обеспечивающие пластическое течение металла вдоль оси, по мере продвижения пуан- сона по оси и ограничивающие растекание материала в радиальном направлении.

В результате эксперимента получили утолщения четырех рав- ноудаленных друг от друга участков с длиной по окружности 1мм во круг оси на расстоянии 5мм от её торцов, имеющих коническую фор- му с углом уклона в 30° и плотно прижатые к торцам петли, что обеспечивает надежное крепление оси в петле автомобиля и позволя- ет автомату брать петлю за концы оси либо за углубления, высвер- ленные на торцевой поверхности концов оси, и позиционировать её с высокой точностью на кузове автомобиля для дальнейшей приварки к кузову.