Способ гибки крутоизогнутых патрубков

Способ гибки крутоизогнутых патрубков

Реферат

 

Использование: в производстве деталей трубопроводов в самолетостроении, судостроении. Сущность изобретения: гибку осуществляют проталкиванием заготовки с внутренним давлением наполнителя через криволинейный ручей матрицы. При проталкивании снижают давление наполнителя, причем давление в зоне наружного радиуса уменьшают в К раз по сравнению с давлением в зоне внутреннего радиуса, где K = 2R²_отн+5R_отн+2/2R²_отн+3R_отн, R_отн= R/R_o- относительный радиус гиба; R - внутренний радиус гиба, мм; R_o - наружный радиус заготовки. 3 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, преимущественно к способам гибки элементов трубопровода с наполнителем через рабочий ручей матрицы, и может быть использовано в самолетостроении, судостроении и других отраслях народного хозяйства. Известен способ гибки труб, согласно которому трубу заполняют комбинированным наполнителем, причем менее пластичную его часть располагают со стороны внутреннего радиуса гиба. Варьированием расположения частей наполнителя, их твердостью и процентным соотношением задают необходимое сжатие внутреннего контура гибки трубы и растяжение наружного. Данный способ обеспечивает отсутствие как разрывов в зоне наружного радиуса гиба, так и потери устойчивости в сжатых зонах поперечного сечения патрубка. Однако проведение процесса гибки при постоянном соотношении давлений наполнителя не устраняет разнотолщинности стенки из-за неравномерности деформации трубчатой заготовки. Известен способ изготовления крутоизогнутых колен, в котором трубчатую заготовку заполняют эластичной средой, перемещают в зону изгиба с повышением давления наполнителя, а затем в процессе изгиба снижают давление. Данный способ не обеспечивает получения особотонкостенных крутоизогнутых патрубков хорошего качества, так как происходит чрезмерное утолщение стенки трубчатой заготовки в зоне внутреннего радиуса гиба и утонение в зоне наружного радиуса гиба вследствие того, что давление наполнителя снижают равномерно по всему поперечному сечению изгибаемого патрубка. Цель изобретения повышение качества и расширение технологических возможностей за счет уменьшения разнотолщинности патрубков. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе гибки крутоизогнутых патрубков путем проталкивания трубчатой заготовки с внутренним давлением наполнителя через криволинейный ручей матрицы, при котором в процессе изгиба снижают давление в наполнителе, при снижении давления по сравнению с первоначальным значением, давление наполнителя в зоне наружного радиуса уменьшают по сравнению с давлением в зоне внутреннего радиуса в К раз, выбираемое из соотношения K где R_отн относительный радиус изгиба R_отн ; R внутренний радиус изгиба, мм; r_o наружный радиус трубчатой заготовки, мм. В процессе гибки трубчатой заготовки из-за преобладания сдвиговых деформаций, наличия сил контактного трения течение металла по ручью штампа не является равномерным. Наибольшую угловую скорость имеют частицы металла в зоне внутреннего радиуса изгиба R, а наименьшую в зоне наружного радиуса изгиба R₁. Следствием этого являются соответственно утолщение и утонение стенок патрубка в указанных зонах, образование утяжины со стороны входного торца. Снижение давления в наполнителе в зоне наружного радиуса изгиба R₁ в К раз по сравнению с давлением в зоне внутреннего радиуса R в соответствии с указанной зависимостью позволяет уменьшить силы контактного трения и, следовательно, равномерно перераспределить металл по всему сечению в процессе деформирования, т.е. уменьшить разнотолщинность. Указанная зависимость определяется кинематически возможным полем скоростей, имеющим место при гибке проталкиванием, и подтверждается экспериментально. На фиг.1 приведена схема осуществления способа в начальный момент гибки крутоизогнутого патрубка; на фиг.2 то же, в конечный момент; на фиг.3 дан разрез А-А на фиг.2. Способ гибки крутоизогнутых патрубков осуществляется следующим образом. В трубчатую заготовку 1 устанавливают эластичный наполнитель 2 с набором полых контейнеров 3, размещаемых в зоне наружного радиуса изгиба R₁, покрывают смазкой наружную поверхность трубчатой заготовки 1 и устанавливают ее в гильзу цилиндра проталкивания 4 пресса. Изгибают трубчатую заготовку 1 проталкиванием с усилием P₁ через криволинейный ручей штампа, состоящего из нижней 5 и верхней полуматриц. Эластичный наполнитель 2 сжимают усилием Р₂, создавая внутреннее давление q в начале процесса проталкивания. По мере проталкивания трубчатой заготовки 1 уменьшают давление наполнителя 2 в зоне наружного радиуса R₁, удаляя часть объема эластичного наполнителя 6 в полости 7 контейнеров 3. При этом наполнитель 6 выдавливается в полости 7, преодолевая сопротивление пластическому деформированию металлических пластин 8. Варьируя числом полых контейнеров 3, а также пределом текучести при сдвиге материалов пластин 8, достигают уменьшения давления наполнителя в зоне наружного радиуса изгиба R₁ по сравнению с давлением в зоне внутреннего радиуса R в К раз в соответствии с указанной зависимостью. П р и м е р. Проводилась гибка 20-ти патрубков. Из трубчатой заготовки радиусом r_o= 60 мм, толщиной стенки 1,0 мм и длиной 400 мм из титанового сплава ВТ1-0 изготавливали крутоизогнутый патрубок с относительным радиусом R_отн= 1,0 с прямыми участками на концах 20 мм и углом изгиба 90^о. Внешняя поверхность трубы покрывалась лаком ХВЛ, трубчатая заготовка заполнялась эластичным наполнителем с установленными в нем 18 полыми контейнерами, внутри которых располагали пластины из сплава АМц-М. Устанавливали трубчатую заготовку в гильзу цилиндра проталкивания пресса ПШП-50/200, смыкали полуматрицы и создавали давление эластичного наполнителя q=14,3 МПа. Производили гибку, снижая давление наполнителя в процессе проталкивания в зоне наружного радиуса изгиба (удаляя из зоны наружного радиуса изгиба объем наполнителя, равный 0,09V₁), где V₁ объем эластичного наполнителя в зоне наружного радиуса изгиба в начале процесса проталкивания) в K 1,8 раз Деталей с браком не было. Технико-экономический эффект может быть получен за счет сокращения брака и расширения номенклатуры изготавливаемых патрубков в 1,5 раза.

Формула изобретения

СПОСОБ ГИБКИ КРУТОИЗОГНУТЫХ ПАТРУБКОВ путем проталкивания трубчатой заготовки с внутренним давлением наполнителя через криволинейный ручей матрицы, при котором в процессе гибки снижают давление наполнителя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества готовых изделий и расширения технологических возможностей за счет уменьшения разнотолщинности, при снижении давления в наполнителе по сравнению с первоначальным значением, давление наполнителя в зоне наружного радиуса уменьшают в К раз по сравнению с давлением в зоне внутреннего радиуса, где R_отн R/R_о относительный радиус гиба; R внутренний радиус гиба, мм; R_о наружный радиус заготовки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3