Устройство для изготовления полых,преимущественно составных деталей с наружными и внутренними профилированными кольцевыми утолщениями

Устройство для изготовления полых,преимущественно составных деталей с наружными и внутренними профилированными кольцевыми утолщениями

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СОСТАВНЫХ ДЕТАЛЕЙ С НАРУЖНЫМИ И ВНУТРЕННИМИ ПРОФИЛИРОВАННЬМ КОЛЬЦЕВЫМИ УТОЛЩЕНИЯМИ, образуемь1ми накладными элементами путем штамповки и сборки, содержащее установленный в корпусе матричный узел с цилиндрической формовочной матрицей , имеющей кольцевую выточку под наружное утолщение, упор для фиксации заготовки и связанный с приводом возвратно-поступательного и вращательного движений составной пуансон, выполненный в виде несущего штока с торцовой рабочей секцией и установленных на нем с чередованием кольцевых секций цилиндрических и конических рабочих элементов, последние из которых обращены большими основаниями к торцовой рабочей секции и снабжены .размещенными по боковой рабочей поверхности телами качения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона типоразмеров получаемых деталей и повьпиения их качества, пуансон снабжен размещенной на несущем штоке над секциями цилиндрических и конических рабочих элементов кольцевой секцией для осадки заготовки, по меньшей мере одна секция конических рабочих элементов установлена эксцентрично оси несущего штока,торцовая рабочая секция выполнена с профилированной боковой поверхностью, соответствующей профилю поверхности внутреннего утолщения, а также с внутренней осевой полостью со стороны секции цилиндрических рабочих элементов, ограниченной поверхностью i усеченного конуса, обращенного больСП шим основанием к указанной секции, и установлена относительно несущего штока с возможностью вращения, несущий шток снабжен установленным на нем со стороны торцовой рабочей секции с возможностью относительного осевого перемещения опорным ступенчатым штоком, а также размещенной со концентрично опорному штоку с возможностью взаимодействия с его ступен{iaii чатой поверхностью и внутренней поND .верхиостью торцовой рабочей секции втулкой с ответной конической наружной поверхностью, при этом конические поверхности втулки и торцовой рабочей секции выполнены фрикционными.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) Jr

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ g

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГосудАРственный номитет сссР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3455198/25-27 (22) 06.05.82 (46) 15.06.84. Бюл. Р 22 (72) Т.M. Корина (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт редукторостроения (53) 621,983.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 965555, кл. В 21 D 22/30, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПОЛЫХ, ПРГИМУ1цГСТВЕННО СОСТАВНЫХ ДЕTAJIEA C HAPY3HbINH И ВНУТРЕННИМИ ПРОФИЛИРОВАННЫМИ КОЛЬЦЕВЫМИ УТОЛЩЕНИЯМИ,. образуемыми накладными элементами пу. тем штамповки и сборки, содержащее установленный в корпусе матричный узел с цилиндрической формовочной матрицей, имеющей кольцевую выточку под наружное утолщение, упор для фиксации заготовки и связанный с приводом возвратно-поступательного и вращательного движений составной пуансон, выполненный в виде несущего штока с торцовой рабочей секцией и установленных на нем с чередованием кольцевых секций цилиндрических и конических рабочих элементов, последние из которых обращены большими основаниями к торцовой рабочей секции и снабжены .размещенными по боковой рабочей поверхности телами качения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире3(511 В 21 J 13/02; В 21 D 22/30

Ъ» ния диапазона типоразмеров получаемых деталей и повышения их качества, пуансон снабжен размещенной на несущем штоке над секциями цилиндрических и конических рабочих элементов кольцевой секцией для осадки заготовки, по меньшей мере одна секция конических рабочих элементов установлена эксцентрично оси несущего штока,торцовая рабочая секция выполнена с профилированной боковой поверхностью, соответствующей профилю поверхности внутреннего утолщения, а также с внутренней осевой полостью со стороны секции цилиндрических рабочих элементов, ограниченной поверхностью усеченного конуса, обращенного большим основанием к указанной секции, и установлена относительно несущего штока с возможностью вращения, несущий шток снабжен установленным на нем со стороны торцовой рабочей секции с возможностью относительного осевого перемещения опорным ступенчатым штоком, а также размещенной концентрично опорному штоку с возможностью взаимодействия с его ступенчатой поверхностью и внутренней по-.верхностью торцовой рабочей секции

I втулкой с ответной конической наружной поверхностью, при этом конические поверхности втулки. и торцовой рабочей секции выполнены фрикционными.

1097421

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии и устройствам для изготовления полых изделий с наружными и внутренними утолщениями. 5

Известно устройство для изготовления полых деталей с наружными и внутренними кольцевыми утолщениями, содержащее установленный в корпусе матричный узел с цилиндрической формовочной матрицей, имеющей кольцевую выточку под наружное утолщение, упор для фиксации заготовки и соединенный с приводом возвратно-поступательного и вращательного движений составной пуансон, выполненный в виде несущего штока с торцовой рабочей секцией и установленных на нем с чередованием кольцевых секций цилиндрических и конических рабочих элементов, послед- 20 ние из которых обращены большими основаниями к торцовой рабочей секции и снабжены размещенными по боковой рабочей поверхности телами качения (11

Однако это устройство характеризуется ограниченными возможностями в отношении диапазона типоразмеров изготавливаемых деталей, а также недостаточно высоким их качеством. ,30

Цель изобретения — расширение диапазона типоразмеров получаемых деталей и повышение их качества.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для изготовления полых деталей с наружным и внутренним

35 кольцевыми утолщениями, образуемыми накладными элементами путем штамповки и сборки, содержащем установленный в корпусе матричный узел с цилиндри40 ческой формовочной матрицей, имеющей кольцевую выточку под наружное утолщение, упор для фиксации заготовки и соединенньй с приводом возвратно-поступательного и вращательного движения составной пуансон, выполненный

45 в виде несущего штока с торцовой рабочей секцией и установленных на нем с чередованием кольцевых секций цилиндрических и конических рабочих элементов, последние из которых обращены большими основаниями к торцовой рабочей секции и снабжены размещен" ными по боковой рабочей поверхности телами качения, пуансон снабжен размещенной на несущем штоке над секциями цилиндрических и конических рабочих элементов кольцевой секцией для осадки заготовки, по меньшей мере одна секция конических рабочих элементов установлена эксцентрично оси несущего штока, торцовая рабочая секция выполнена с профилированной боковой поверхностью, соответствующей профилю поверхности внутреннего утолщения, а также с внутренней осевой полостью со стороны секции цилиндрических рабочих элементов, ограниченной поверхностью усеченного конуса, обращенного большим основанием к указанной секции, и установлена относительно несущего штока с возможностью вращения, несущий шток снабжен установленным на нем со стороны торцовой рабочей секции с возможностью относительного осевого перемещения опорным ступенчатым штоком, а также размещенной концентрично опорному штоку с возможностью взаимодействия с его ступенчатой поверхностью и внутренней поверхностью торцовой рабочей секции втулкой с ответной конической наружной поверхностью, при этом конические поверхности втулки и торцовой рабочей секции выполнены фрикционными.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2— сечение А-А на фиг.1 (по торцовой профильной секции); на фиг,.З вЂ” сече" ние Б-Б на фиг. 1 (по эксцентричному коническому элементу).

Устройство содержит установленный в корпусе матричный узел в виде протяжной 1 и разъемной с кольцевой выточкой в виде зубчатого венца формовочной 2 матриц. Матрицы разделены раздвижным съемником 3 и над матрицей 1 установлено фиксирующее кольцо 4 с внутренним диаметром, равным наружному размеру исходной заготовки.

Пуансон состоит из несущего штока

5, на котором с помощью шпоночного соединения жестко закреплены с чередованием секции рабочих элементов: цилиндрические 6 и 7 и конические

8 и 9 с телами качения. Торцовая рабочая секция 10 выполнена с профильной боковой поверхностью в виде зубчатого венца с заходным и калибрующим участками и установлена относительно несущего штока с возможностью вращения на радиально-упорном подшипнике 11, а относительно размещенного выше по штоку набора рабочих секций на 12. Со стороны профиль97421

l5

30

35 з- 10 ного участка секция 10 имеет коническую полость 13 с фрикционной поверхнрстью, ответной относительно фрикционной наружной поверхности конической втулки 14 (фиг.2), соединенной жестко с крестообразной траверсой 15, установленной на опорном ступенчатом штоке 16. Пружина 17 поджимает траверсу 15 до соприкосновения фрикционных поверхностей полости 13 и втулки 14, образующих фрикционную муфту. Набор рабочих сек( ций 6-9 установлен на штоке 5 с ограничением осевого перемещения вверх со стороны ограничительных колец 1819 с возможностью вращения на радиально-упорных подшипниках 20 относительно этих колец. Снизу рабочие секции зажаты на резьбовом конце штока

5 гайками 21 и разрезным кольцом 22.

Нижний упор выполнен из двух опорных плит 23 и 24, между которыми размещен стопорный механизм, состоящий из запрессованного в плите 23 и зафиксированного от проворота винтом

25 кольца 26 и пружинного кольца 27 °

Кольцо 26 имеет прямоугольные пазы, по которым направляется внутреннее кольцо 27 с фрикционной конической поверхностью, ответной конической поверхности выступа на торцовой рабочей секции 10. Выше стопорного механизма в плите 23 выполнено отверстие по размеру направляющего выступа торцовой секции 10, а плита 24 снабжена опорной шайбой 28. жены, в результате чего торцовой элемент 10 жестко связан со штоком

5 и размещенными в нем рабочими элементами 6 и 9 и движется поступательно вместе с ними. При этом опорный шток 16 выступает ниже торца секции

10 на высоту, большую высоты ее профильного зубчатого участка, По мере опускания пуансона, начиная с момента упора сферического торца штока 16 в шайбу 28, шток 16 воздействует ступенчатой частью на пружину 17, отсоединяя секцию 10 от размещенных выше секций. Секция 10 входит своей направляющей частью в отверстие плиты 23 и пружинное кольцо 27 охватывает коническую часть выступа в направляющей,части, фиксируя секцию 10 от проворота в ее нижнем крайнем положении. В этот момент включается система привода вращения пуансона (не показана) и рабочие элементы 6-9 приводятся во вращение при неподвижном положении секции 10. Опорные кольца 18-19 за счет обжима кольца

18 в матрице сохраняют при этом также неподвижное положение относительно вращающегося штока 5.

При обратном ходе штока 5 вверх пружина 17 постепенно отжимает траверсу 15 и вновь соединяет секцию 10 со штоком 5 и элементами 6-9. Так как выступающая часть опорного штока

16 больше по высоте, чем сумма высот заходной и калибрующей частей профильной зубчатой части секции 10, соеди40

55

Коническая рабочая секция 8 в виде опорного конуса с роликами качения 29 в наружном сепараторе 30 установлена эксцентрично относительно оси штока 5 (фиг.3). Опорный конус и ролики в этой секции выполнены с высотой не менее высоты профильной полости матрицы 2 и при этом площадь поперечного сечения, ограниченного кривой, охватывающей ролики в плоскости нижнего основания опорного конуса, меньше площади поперечного сечения, ограниченного идентичной кривой, охватывающей наибольший размер размещенного ниже рабочего элемента, на величину, пропорциональную ппощади боковой поверхности профильной полости матрицы 2.

В свободном верхнем положении несущего штока 5 под действием пружины

17 фрикционные конические поверхности втулки 14 и полости 13 сопрянение ее со штоком 5 происходит только после выхода зубчатого профиля из сформованного утолщения на детали.

В качестве исходной заготовки используют тонкостенную прецизионную трубчатую заготовку из высококачественной стали, например ЗОХГСА, с наружным размером, уменьшенным относительно размера наружной поверхности в тонкостенной части гибкого колеса, и толщиной стенки, увеличенной относительно окончательного размера в этой части изделия на величину двустороннего припуска на чистовую обработку. Например, при чистовой толщине 1,4 мм толщина заготовки может быть 2+0,3 мм. Точный размер опреде- ляется расчетом из условия постоянства объема и величины степени дефоряации. В качестве армирующих заготовок используют кольцевые заготовки иэ материала, предназначенного для ра1097421 боты при ударных нагрузках, высокой интенсивности, например твердого сплава на основе титана, вольфрама или молибдена типа ВК-25, Предварительно из армирующего 5 материала прессуют кольцевые заготовки: одну 31 с внутренним диаметром, соответствующим наружному размеру иэделия, а другую 32 с наружным размером, соответствующим внутреннему размеру трубчатой заготовки 33, и до установки последней в фиксирующее кольцо ч размещают армирующие заготовки в зоне профилирующего инструмента штампа: наружную 31 — в про- 5 фильной полости матрицы 2, а внутреннюю 32 — на зубчатом венце секции 10.

В процессе хода пуансона осуществляют телескопическую сборку перечисленных заготовок: при вводе пуан- 20 сона внутрь трубы 33 — с заготовкой

32, а с наружной заготовкой 31 — при вводе трубы 33 в профильную матрицу

2 — и в процессе переформовки стенки трубчатой заготовки обжимом и редуI цированием образуют из сопряженных заготовок многослойное соединение путем выдавливания материала из утолщаемого участка в зону контакта слоет а из армирующей заготовки — в профиль-r З0 ный инструмент.

После установки заготовки 33 при ходе пуансона вниз вводят его рабо" чие секции внутрь заготовки, осуществляя калибровку ее внутренней по-З верхности давлением калибрующей секции 9 и заканчивают этот этап деформирования упором в верхний торец трубы ограничительного кольца 19 с

40 окончанием в указанный момент телескопической сборки с внутренней армирующей заготовкой 32. Всю последующую обработку ведут в условиях осевого подпора со стороны кольца 19. Воз45 действием этого кольца на торец и давлением секции 9 на уступ в неоткалиброванной концевой части трубы осуществляют обжим этой части в матрице

1 с образованием при этом внутреннего утолщения с зубчатым профилем по

50 форме профиля секции 10 и фиксацией заготовки по этому профилю от проворота. Протягивание остальной части заготовки через матрицу 1 ведут уже с приложением осевых усилий к образованному утолщению, чему способствует также формовка профиля в заход ной части зубчатого венца в виде обратного конуса. 3а счет зафиксированного положения заготовки 33. по внутреннему утолщению по пуансону, а также уменьшения размеров рабочих секций по высоте после обжима ведут редуци— рование предварительно откалиброванного участка с утолщением стенки по высоте, а в зоне, где должно быть образовано наружное утолщение, на уровне эксцентричного конического элемента с увеличением толщины стенки и по периметру (фиг. 3 S,>S1), что обеспечивает необходимый набор материала. Приложением осевых усилий со стороны пуансона после протягивания трубы 33 через матрицу 1 заготовку вводят в профильную матрицу 2 и фиксируют положение относительно профильной полости упором в плиту

23 и поджимом кольца 19. Эластичное кольцо 19, например из полиуретана, имеет в начале деформирования наружный размер по размеру исходной трубы

33, а после протягивания и обжима в матрице 1 создает дополнительный подпор за счет обжатия до размера матрицы 2. После включения привода вращения в крайнем нижнем положении пуансона под давлением роликов качения эксцентричной секш1и 8, которая размещена на уровне профильной полости матрицы 2, происходит раскатка стенки в наиболее утолщенном участке с выдавливанием материала в наружную зубчатую полость и образованием при этом наружного профильного утолщения. В процессе раскатки и обкатки внутренней поверхности заготовки осуществляют сглаживание неровностей на этой поверхности, которые образуются при редуцировании между телами качения. 3а счет отсоединения секции 10 и установки ее относительно несущего штока 5 и других элементов 6-9 с возможностью вращения в процессе раскат-. ки заготовка остается жестко зафиксированной от проворота по внутреннему утолщению.

При последующем выводе пуансона из детали заготовка остается зафиксированной в матрице 2 по наружному профилю при ограничении ее осевого смещения сверху съемником 3, и по мере движения пуансона вверх осуществляют окончательную калибровку внутренней поверхности: в зоне внутреннего зубчатого венца — протягннанием калибрующего участка секции 10, а в гладкой

1097421 зоне над венцом — протягиванием с последовательной обкаткой всеми рабочини элементами секций пуансона (с телами качения и гладкой калибрующей поверхностью). При этом ведут допол- 5 иительную раскатку стенки для выравнивания ее толщины по высоте на величину оставленного пропуска. Деталь, удаляют иэ штампа. после разъема матрицыe

Изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает расширение диапазона типоразмеров получаемой детали при повышении нх качества.

1097421 Составитель А. Быстров

Редактор Н. Киштулинец Техред А.Кикемезей Корректор А.Ференц

Заказ 4107/11 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4