Штамп для обжима тонкостенных трубчатых заготовок

Штамп для обжима тонкостенных трубчатых заготовок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Ц Йб С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

«»743757

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.03.78 (21) 2583113/25-27 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень ¹ 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (51) М.Кл В 21 D 41/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.774.72 (088.8) (72) Авторы изобретения

В A Береговой, 1О. С. Французов, В, И. Кузнецов, Л. Л. Семичев, Г. Г. Масленников, В. Ф. Зимин, П. И. Татаринов, P. А. Кобылин и Н. М. Вотченко (71) Заявитель (54) ШТАМП ДЛЯ ОБЖИМА

ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК

Изобретение атно ситься к области изменения диаметра труб обработкой давлением

Известна конспруксция штампа для обжима с част имным на|ружным подпорам (1).

Штамп включает подпружиненный пуанIcolH, подвижную ко ничеаюую часть матрицы и;секционную, с возможностью радиального,перемещен1ия, обойму, охаты вающую с наружной поверхности деталь н предопвращающую потерю устойчивости недеформирова нной ча спи детали с образованием вынучи ва ния наружу. Штамп применяется для обжима с подпо ром толстостенных трубных заготовок.

Известен также штамп для обжима тонкостенных трубчатых заготовок, содержащий пуансон, выталкиватель,и матрицу с криволинейной обжимной и цилиндрической

iHàïIðàiBëÿþùåé частя ми.

B некоторых областях маши настроения находят пр именение остальные TQIHiKIс стенные детали с комбинированной поверхноcTbI0, состоящие из цилиндрической и кр,1волинейной ча стей. К их сооаности предъявляются высокие требования.

Однако этот штамп предназначен для обжима деталей из алюмпвниевых GHJIBIBoâ, кото рые,но з начениям сооро TIHâëåíHÿ деформированию значнтельно отличаются в меньшую сторону от сталей различных маРОК С .ВЫСОКИМИ МЕХаНИЧЕСким и CBOHiCTiBBIMH в исходном со.стоя нии, на пр имер, с

60 кг/сл . Применяемый частичный на ружный подпо р:в удругой обла спи, обеспечиваемый ц11линдр и чеакой формой направляющей части матрицы, не,исключает образования потери устойчи1воспи,недеформирован ной часпи детали,п ри обжиме сталь ных тонностен ных прубных за готовая с высо кими,механичес1(ими свойст вами IB IIIlczop ном состоянии на матрице с кр иволинейной образующей при степенях формсизменения, нре,вышающи 48 /р.

OcyIIIecIIBляемыЙ,подпор .в упругой об15 ласти недеф о р м ир о ва н ной части детали ври обжи ме iHc IHcHlpBIBëÿåò значений оваль,ности, свойствен ных холод нокатаным т1рубам (на холоднокатачых прубах с диаметром в интер ва1e 120 —;130 л1л1 11сход ная

20 овальность ссставляет О.82Я> 1, которая функционально с вязана с соосностью и соответственно биением цилиндрического участка по QTношению,к к риволиней11ому участку,и кото рая при указанных выше

25 значениях .на исходной трубной .заготовке пр иводит к значениям биения, превышающим 0,9 млт, что недопустимо для указанной пруппы деталей.

Целью изобретения является IHовышенис

ЗО качества IIIîëó÷àåìû.;. деталей путем дости743757 я<ения высоких степеней фор.л(оизменения ,и р н обж(и(м е . H 3 (1<р(и вол и и ей(и э Й, l B Tp I rr r то н

Цель (дости(гавтся тем, что рабочая поверхность íа(п(ра(вляющей .части матрицы выполнена в (вл!де двух Ос(пряжен ых между собой .по рад(иуоу (ко(н(ичеоких пс(верх!(остей

" различными углами (наклона, ири этом:!3

:<(риволи(ней,н,ой (поверхности обжимной части мат(р(ицы и (на одной из (1(онических лове(рх(ностей (на(п(ра(вляющей части (выпo Знелы кольцевые (ка(на(вки, Ооп(ряжснныс,одв!!.л радиусом с II(OH H÷åoêoé поверхностью и двумя радиусами с кри(волинейной ",сверх(нсстью матрицы.

Угол на(клона одной (коничеокой HOHåp;ности больше угла наклона другой кэ !и (Оэкой (поверх(ности (в 8!10, аз..,7пнь! !<с -Гцче01<их,поверхн(о(стей,на(пра вляющей части мат(рицы взяты в соотношении 1: 30 — -1: 40, а (ради(усы сс(п(ряжения Гвзяты в соотношении 2: 4.

На чер еже схе. г!Ят<1 1ески изО б1)а#<с!1 шта(м(п для обжима тсикссTcHHhlx тр, б lhlK заготовок.

Штам п включает иаира(вляющу:о часть 1 !

l обж(и(мну!о часть 2 MBT(pHlrhl, олкатсль 3, взаимодейспву1ощий частью матрицы 2, пуансон 4, .взаимодействующий с 1!ил!И(нд(0.1чеоко11,по верхностью части 1 мат, (!!цы. Линия,разъема частей 1 и 2 матрицы проходит по линии разделен(ия цилиндр(ической и к(рчвол!И(нейной частей детали. Ня(п(эаэля10!и!! ча(сть 1 (ма7!р(ицы содержит цил(и(ндрическую ,нове(рх(но(сть А, кониче=кую поверхность Б с

i Tëoì .HB1KzoHB а,и вы(сотой h и кол1ическ(у!о !,IoB0pОЙ Iповер х(но(còhlo р 3 7,".1(у ...,м . Н" .<(риволинейной пс(верхности части 2 мат(рл;цы,выполнены илана(в(ки, Оолрлпгаемые с этой

,1оверх(но(стью,ряд(1!у(сом r (в верхней B..ти

:<а(на в(1<и и (радиу(сс(м rz в нижней части iKа-!

a(вки. Угол а больше угла а(в 8- — 10 123ç, а (па(ра метры h (и Н у!Стансзлены в =:;o Trro— шенин 1: 30 — 40. Величина радиуса Г; Оэл;— ше в 2 — 4 (раза вел!!чины радиуса Г(.

Шта(м(п (работаегп (следующим образо.л.

Трубная заготовка, например размерами 122Х6 мл< из (стал(и ма,р(к(и 10 с пределом ироч(ности более 60 кг/с1!2, размещается на участке с поворхно(стью А части матрицы 1.

Пуа(нсон 4 .п(ри (Овоем перемещении вниз и(роталки(вает заготов(иу (в(низ, при этом прои(сход(ит пластичес(кое деформирование (ре.<(уцирc(BBiHIHе) дета IIH на коничеоких поверхиостях Б и В с общей сте(пень 0 дефоэмации

1,2--5",,. После выхода детали из !(OíH ÷åской (поверхности В она гиоспупает в .криволи!!ейную часть 2 матрицы, где отредуциР О В 3(НН Я Я Ч Я СТ Ь ДЕТ 3, й. Н 3 Ч(И(Н Я Е! О О Ж И М Л ТЬся до заданного диаметра. По(сле О:;ончяния оожима п .ансон 4,под.-!(Има "тся взеэх, а (выталк(иватель З,п(ри азоом лерсмен;снl è вверх (вы(водит деталь из зацсилепия = чя т;-:ìH 1 и 2 матрицы.

Вы(полл!ение на напразля!Ощей чBcò:! 1 матрицы д(вмх (ко(н(ичео!(31х .!О(зсрх,(!Зстс r Б и В Обусло(влсно !!есбхот1!мсстью созда(. .*.я иодпс(ра необ>катой части детали,в пластической области (интеноивный IH07(IIop) . ПодI!(op создается тем, что в начале детали рсp)IUHIp j CTCя HB KCI rI< -IC0KO r; !BRACT (C Б

20 лом конусиости а=5- 6, при этом для эассмапр(и(ваем(о." о очагll деформации хара1<тер(но одно значен(ие градис:rт-а деф:грмац:.:r (при редупи(ро(вании (грндиент составляет примерно 0,13 и!ри указанной степени редуцирсвания и (высоте коничсcK",гэ;..-1 Яст«а, ра(Нного — 10 !!.!!). П(",,1 р07уцпэозании на этом учаспке матр(ииы .латериял за."отсI:: <и дспэ.7(н(итель(!1О,наклепызяется, чтэ позы пает его устойчивоcTh .к oсевым нагэузкам.

1к с((!и Зний! j"часток Б псрсхэдпт Гв ко;!и-1 скпй iHBOTcк В по радиусу R. Be. .II rlr(-1а радиуса Pi соиз rc(".(H.IB с -.олш :.Ной .7стяли (R=5 .!!З1!1(pH толщине детали 6 .!!З(). Неэоходимссть в этом вытекает пз следующего.

Пр(;! редтци 70(вя1:11!! .в тя.т!Гснцци1а»h»ioxr на I l Ip B B,7 егн и(и д е и с т 3 Io T с к(и м я 10 1ц и е и я и р я ж е.1Ия. При сиределении г(эадиента;деформаций, указанном выш:., Н,радиу: е cocrpÿlrявиol! толики<не -,ста !(1,:7сйстви:-;ж 1м310!и!!х |на и(ряжееий зн!

В гротивном случае (ряд!!(ус значительно мопьше тс1IIIH!rr,! мятирияла, à f;IpH 3!(ачспии

"ядиуса, большем тэл1цины мате; лала, ! 4tGI!h!ПЯС".СЯ ГГЭОТЯЖЕ!! ° !ОСТЬ КОН!!ЧЕСI.С. 0 учас-,<а, (Tn является нецелесообразны:л) действие (сжимающих (нап(ряжен(ий заканчи ВЯСТ Я;ВНЕ КРНИЧОСКОГO ч Ча ТКЯ, ИЗГИ0310 ший момонт пяч(ииает дсй стзовать IB час;и дота1 1, находящейся (вне кспта кта с матрицей, и в,результате этого деталь иерехо ит 13 следуlolll(HH (KÎHHHPский уча CTОK OCB л<О:1такта с со(17рягаех!ым радиусом, при этом !13 детали уже появляются признаки потери

60 устойчивости необжимаемой части детали.

На втс(р(ой (кс(ни(ческэй по!верхности (вновь п(родолжается редуцироваиие загото(вки, но со,значительно меньшим прадиентэм деформации (г(радие(нт дефо(рмации ссставляст

65 — 0,0003) .

743757

60

Значительно уменьшенное значение градиента деформации,на второй ионической

IIIotBeрхности по сравнению с первой определяется углом аь кото рый в 8 — 10 раз меньше угла а,,и высотой этой поверхности, превышающей в ЗΠ— 40 раз;высоту первого участка (300 — 400 л л). При редуци рова нии иа IBTolpoH кояичеакой lrrolBe!pxHoicTH степень деформирова ния составляет 0,08 — 0,.09,rp OT с бщей !СТОНеНН деф о рма п ии .с первой ко ничеакой поверхностьlo. При этом:Ha!K;IeII детали драктичеак и отсутствует, а,вся IIGIBBpxHocTb детагпи,на IpaccvlaTри ваемом участке находится IB ак1реп;IBHIHQM состоянии, п ричем степень аирепления увелич и вается по мере п риближения к части 2 матрицы. При прохождении через д ве конические паверхнссти исходная ова Ibíîсть трубной заготовки сокращается более, чем в 2 раза. Трубная заготовка непосредственно

lopaa!y из скреплен ного состояния (скреплен,ное состояние определяется п рилвжением наружного нормального давления — давлел ие матрицы на поверхность детали) лереход ит IB обжимную часть, матрицы и претерпевает требуемое фцрмоизменение. В этом случае получается строгая сооаность криволинейной и цилиндричеакой ча сти детали, а соответственно .биение одной поверхности относительно другой п рлн имает необходимые значения (значительно меньше 0,9 ял) .

Процесс,редуцирова ния трубной залотовки в двух канонических по верхностях происходит прои сжимающих осевых напряжениях,,коTopbre определяют осевые растягизающие остаточ ные,нал ряжения. Ta!Kme процесс обжима xalpa!KTelplHB!yeT!csr сжимающими oce!BbrMIH,íàrI!ðÿæåíHÿIMH, которые складываясь с растяпи вающими остато чньпми 1налряжен иями уменьшают .потребное усилие обжима.

В силу того, что скрепленная поверхность детали получила .повышение механических оВоНсТВ, определяемая этим псвышенная сопротивляемость цилиндр ической части деб;IBI он риятной схемой обжима позволяет достигать,на ир и воли ней ной части liMaT!pицы степ:аней фармоизменен,ия, ра,в ных и презышающих 40%, без потери устойчивости детали !В необжимаемой части.

Наличие IHa частях 1 и 2 мат,.ицы;.анавок уменьшает поверхность контакта детали с матрицей, за счет чего п ри прочих

;равных условиях (толщине стении, механичесиих свойствах и т. д.) уменьшается опять же усилие дефарилрова ния. Кроме того, наличие KBIHBIBoê улучшает условия смазки, так как смазка ака|пли вается iB канавках (через KBHBBKIH возможна и подпитка поверхности матрицы смазкой). Абразивные части с поверхности заготовки скапливаются в канавках, через которые они удаляются через специальные отверстия в матрице. Радиусы сопряжения канавок с верх5

Зо

35 ней частью матрицы равны и составляют для рассматриваемого случая 2 мм.

Радиусы же сопряжения канавок с криволинейной частью матрицы приняты различными, например 0,5 — 1,5 мм, что определяет необходимость попадания нижней кромки заготовки на радиусную часть канавки. Это необходимо для благоприятного перемещения поверхности детали по матрицам. Только указанная разница в значениях радиусов, равная

2 — 4, обеспечивает такие условия. В IIIpoтивHQM случае кромка дета IIH пли упи рается в,нижнюю ллоакость кана вкн, или час пично отходит от III0IBeðõíoсти матрицы, что нарушает,нормальные условия протека ния процесса обжима. Количеспво и разме-!

pbI канавок могут оыть различ нымн для каждого случая,,но желательно, чтобы их поверхность составляла,ЗΠ— 40% от внутренней поверхности матрицы.

Канст рукция штампа п рошла весь цикл испытаний Ic положительньгми результатами и в недрена iB промышленное изготовле.ние деталей из холод но катаных трубных заготовок размерами 122><6 ?????? ???? ?????????? 10 ?? ???????????????? ?????????????????? ?????????? 60 ????>

Внедрение ианстру1кции штампа позволяет,пропзвсдить получение требуемых геометричесиих фарм и размеров детали из трубной заготовки за одну сперацпю обжима вместо д вух спераций; полностью исключить .брак (10 — 15% ) по биению цилиндрической части по отношению к криволинейной части детали.

Ф о Ip м у л а и з о б,р е т e IH H я (1 . Штамп для о бжи м а тояистспн ы х трубчатых заготовок, содержащий пуансон, выталкиватель, матрицу с криволинейной обжииной и цилиндрической направляющей частями, отличающийся тем, что, с целью повышения качества, рабочая по.верхность !HarrpaiBляющей части матрицы выполнена IB виде,д вух сопряженных между собой по радиусу кпниче скпх по верхностей ,с различными углами наклона, при этом .на кризолиней ной поверхности обжимной части матрицы,>«на одной из конических поверхностей напра вляющей части выпол нены,кольцевые,канавки, сопряженные одним радиусом ско ническсй поверхностью и двумя !pадиусаMIII с яриволинейной поверхностью ма:прицы.

2 Штамп по п. 1, отличающийся тем, .то угол наклона одной конической поверхности больше угла наклона другой кони еской поверхности в 8 — 10 раз, 3. Штамп по п. 1, отл ич а ющийся тем, что длины коничеаиой поверхности нап равляюгцей часпи матрицы взяты в соотношении 1:ЗΠ— 1:40.

743757

Составитель И, Капитонов

Текред Л. Куклина

Редактор Г. Улыбина

Корректор С. Файн

Заказ 5781<); 3 Изд. ¹ 331 Тираж 995 Подписное

НПО сПоиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

4. Шта мп по и. 1, отли:чающийся тем, что отношение величин разиусов,сопря жения кольцевых кана вж с п риволинейной поверхностью обжимной части равно

2:4.

И сточн@Kи информации, п р и,нятые во в ниьма ние 1при экап ртб1 е

Фу нов i4 H Штамповка eTaJ1eH лз т руочатых заготовок..Ч., Машгиз, 1960, 5 с. 64, ремис. 2,1.

2. То ке, с. 66, рис. 23 (прототип).