Способ получения полых изделий из трубчатых заготовок

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам гидростатического прессования полых изделий из трубчатых заготовок. Цель - расширение технологических возможностей за счет возможности получения изделии со шлицами и улучшение качества за счет обеспечения равномерной деформации. После установки заготовки в контейнер выполняют раздачу концевых участков трубчатой заготовки, а затем - обжим средней части на оправке жидкостью под давлением. Изделие выполняют с периметром внутренней продольной части на 0,5...2% меньше периметра внутренней поверхности заготовки при отношении толшины стенки к диаметру заготовки 0,035...0,044. В начальный момент обжима средней части прикладывают внешний радиальный механический подпор . Дробление огранки при обработке данным способом благотворно сказывается на равномерность заполнения всех впадин профиля . 8 ил. с $ С/ с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5в 4 В 21 D 26/02

I

1 !

Я !4 (,)

3CF(. 3,Гцо рТЕ.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьЫЯЛЕСТ.".,";,, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4114961/31-27 (22) 18.08.86 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (71) Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР (72) М. В. Колмогоров, Б. И. Каменецкий, А. В. Александров, Ю. Ф. Бабин и Л. И. Котляр (53) 621.777.07 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1278050, кл. В 21 С 37/00, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам гидростатического прессования полых изделий из трубчатых заготовок. Цель расширение технологических возможностей

„„SU„„1407622 А1 за счет возможности получения изделий со шлицами и улучшение качества за счет обеспечения равномерной деформации. После установки заготовки в контейнер выполняют раздачу концевых участков трубчатой заготовки, а затем — обжим средней части на оправке жидкостью под давлением.

Изделие выполняют с периметром внутренней продольной части на 0,5...20 0 меньше периметра внутренней поверхности заготовки при отношении толщины стенки к диаметру заготовки 0,035...0,044. В начальный момент обжима средней части прикладывают внешний радиальный механический подпор. Дробление огранки при обработке данным способом благотворно сказывается на равномерность заполнения всех впадин профиля. 8 ил.

1407622

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам гидростатического прессования полых изделий из трубчатых заготовок.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет обеспечения получения изделий со шлицами и улучшение качества за счет обеспечения равномерной деформации.

Способ получения новых изделий включает механическую раздачу пуансонами концевых участков заготовки со степенью деформации 0,5...5Я с герметизацией полости заготовки, обжим средней части заготовки на оправке жидкостью под давлением, при обжиме изделия выполняют с периметром внутренней профильной части на 0,5...2Я; меньше периметра внутренней поверхности заготовки при отношении толщины стенки к диаметру заготовки 0,035...0,044, а в начальный момент обжима средней части прикладывают высший радиальный механический подпор.

На фиг. 1 показано устройство для осуществления способа в момент установки заготовки в контейнер; на фиг. 2 — "î же, в момент окончания процесса прессования; на фиг. 3 — 5 — заготовка соответственно до обжима, в начальный момент и в конечный момент обработки при обработке известным способом; на фиг. 6 — 8 — — то же, соответственно до обжима, в начальный момент и в конечный момент обработки при обработке предлагаемым способом.

Устройство для осуществления способа состоит из плунжера с уплотнениями, скрепленного с плунжером формующего пуансона 2 с калибрующим пояском 3 и профилированной рабочей частью 4, верхнего контейнера 5, разьемной втулки 6 с продольными пазами на внутренней поверхности для прохода жидкости, пуансона 7 с калибрующим пояском 3, который крепится к торцу штампа 8, снабженного уплотнениями, нижнего контейнера 9. Штамп 8 снабжен продольными отверстиями для сообщения полостей контейнеров и хвостовиком. Хвостовик штампа 8 соединен с гидроцилиндром или пневмоцилиндром 10 для установки штампа 8 в верхнее положение. Контейнеры 5 и 9 кр пятся к столу пресса 11. а плунжер 1 скреплен с ползуном пресса.Для удобства загрузки заготовки 12 и извлечения готового изделия 13 съемником 14 раз.ьем. ная втулка 6 снабжена двумя шарнирами 15 и кол ьце вой пр уж иной 16.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении плунжер 1 занимает крайнее верхнее положение, штамп 8 опирается на нижний торец верхнего контейнера 5, прижимаясь к ней с определенным усилием от пневмоцилиндра 10. В этот момент трубная заготовка 12 вставляется в разъемную втулку 6, затем плунжер 1 опуска5

1О !

55 ется, заготовка 12 центрируется совместно с охватывающей ее разъемной втулкой в канале контейнера 5 и достигает пуансона 7.

Формующий пуансон 2 своей конической поверхностью прижимает заготовку 12 к конической поверхности llóà lcoHB 7. . HH K3ëèáрующего пояска 3 пуансона 7 меньше, чем у пуансона 2, поэтому заготовка !2 сначала деформируется на пуансоне 7 до упора в торец штампа 8, а затем деформируется на пуансоне 2. При раздаче краевых участков трубы до смыкания пуансонов 2 и 7 штамп 8 неподвижен, так как усилие, передаваемое пневмоцилиндром 10, больше усилия запрессовки пуансонов 2 и 7.

При дальнейшем опускании плунжера 1 преодолевается усилие пневмоцилиндра 10, штамп 8 начинает оускаться. По мере движения штампа 8 по каналу контейнера 9 рабочая жидкость по продольным каналам штампа 8 перетекает в верхнюю полость контейнера и заполняет пространство между плупжером 1 и штампом 8, не попадая в полость трубы, ограниченную калибрующими поясками пуансонов 2 и 7. Затем давление жидкости повышается и сжатая жидкость воздействует на наружнук> поверхность заготовки 2 и участки за калибрующими поясками 3 пуансонов 2 и 7. Проникновение жидкости B полость заготовки, в которой размещена профилированная рабочая часть 4 пуансона 2, предотвращается, так как контактные напряжения на поясках и конической части оправок выше давления жидкости благодаря выполнению предварительной запрессовки заготовки на оправках. При этом степень деформации 0,5 —5",г„ концов заготовки на оправках обеспечивает надежную герметизацию полости заготовки 12 и после возрастания давления до рабочего. При достижении необходимого давления жидкости начинается пластическая деформация, обжим заготовки, и ее внутренняя поверхность повторяет конпгур профилированной рабочей .асти 4 пуансона 2

Благодаря раз ьемной втулке 6, плотно прилегающей в начальный момент к деформируемому участку трубы, деформация идет с круга в пятигранник и далее в шлицевой вал, что улучшает параметры процесса. В процессе деформации длина трубной заготовки сохраняется. Не меняется и толщина стенки, так как периметр профилированной части 4 пуансона 2 выбирается меньше внутреннего периметра трубной заготовки не более, «eì на 2 г, необходимые для полного заполнения профиля рабочеи части оправки и устранения остаточных гофров. После окончания деформации заготовки плунжер 1 удаляется из контейнера, причем готовое изделие 13 остается на пуансоне 2, так как сила трения материалов на профилированной части 4 пуансона 2 выц1е, чем на калибрующем пояске 3 пуансона 7.

1407622

Фор.иула изобретения

Штамп 8 устанавливается в исходную позицию пневмоцилиндром 10 и при его движении вверх жидкость через продольные каналы засасывается в полость контейнера 9.

Плунжер 1, продолжая движение вверх, извлекает изделие из канала контейнера.

Съемник 14 в виде вилки, аналогичный известному, охватив изделие за нижнюю коническую поверхность, снимает его со шлицевой части пуансона 2. При этом разъемная втулка 6, раскрываясь благодаря шарниру 15, не препятствует извлечению.

После того, как изделие покинуло полость разъемной втулки, обе ее части вновь смыкаются под воздействием кольцевой пружины 16. Для повторения цикла прессования заготовку вводят в полость разъемной втулки 6, где она удерживается в процессе хода вниз до соприкосновения заготовки с пуансоном 7. Таким образом, изготавливают полые детали сложного профиля из трубчатой заготовки за один цикл создания давления.

Способ был осуществлен применительно к карданным валам автомобиля КамАЗ. В качестве заготовок использовались стальные горячекатанные трубы длиной 360 мм с толщиной стенки 4 мм. Диаметры труб следующие: внутренний 89 — 90, наружный 97—

98 мм.

В случае, когда внутренний диаметр трубы равнялся периметру шлицевой части оправки, не удавалось добиваться полного заполнения впадин между выступами оправки, что хорошо заметно визуально, если смотреть напросвет изделие с оправкой.

Увеличение внутреннего диаметра заготовки для наружного вала на 1 мм увеличивало его периметр на 3 мм с лишним, этого было достаточно, чтобы получить качественное изделие. Таким образом, меняя в пределах нескольких миллиметров внутренний параметр заготовки, при штамповке добивались идеального заполнения шлицевой оправки.

Заготовки деформировались жидкостью высокого давления в контейнере диаметром 110 мм, установленном на прессе усилием 10000 кН.

При прессовании валов без наружной под держки наблюдалось первоначальное образование трехгранности трубы, причем трехгранник равносторонний, одна из вершин которого острее и выдается сильнее за первоначальный периметр. При допрессовке имен5

30 но это место заготовки хуже всего заполняет шлицевую оправку, и для выравнивания необходимо высокое давление, так как металл здесь наклепывается сильнее всего.

Прессование наблюдали на разных стадиях, осматривая и замеряя заготовку через каждые 20 — 30 МПа. Аналогично прослеживали процесс прессования с жесткой поддержкой наружной части трубы с помощью разъемной втулки. При давлении 20 МПа труба огранилась в пятигранник. При достижении 200 МПа изделие сформировалось полностью, что подтвердили визуальные наблюдения трубы и оправки в сборе на просвет и последующие измерения.

Шлицевые части оправок для двух типоразмеров заготовок были рассчитаны таким образом, чтобы готовые изделия составили разъемный карданный вал.

Таким образом, использование предлагаемого способа гидростатического прессования полых шлицевых валов из трубчатых заготовок по сравнению с существующим способом гидростатического прессования обеспечивает сокращение трудоемкости изготовления, снижение рабочих давлений в

3 — 4 раза, повышение точности получаемого профиля, а по сравнению с известными технологиями изготовления карданных валов методами резания предлагаемый способ обеспечивает повышение производительности в 5 — 6 раз, сокращение расхода металла на 70 — 80О, снижение веса изделия на 40 — 50Я.

Способ получения полых изделий из трубчатых заготовок, включающий механическую раздачу пуансонами концевых участков трубчатой заготовки со степенью деформации

0,5...5,0О с герметизацией полости заготовки, обжим средней части заготовки на оправке жидкостью под давлением, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения получения изделий со шлицами и улучшения качества изделий за счет обеспечения равномерной деформации при обжиме, изделие выполняют с периметром внутренней профильной части на 0,5...2О меньше периметра внутренней поверхности заготовки при отношении толщины стенки к диаметру заготовки 0035...0044, а в начальный момент обжима средней части прикладывают внешний радиальный механический подпор.

1407622

1407622

Ф:.з

Составитель A. Гузь

Редактор E. Папп Текред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 324б/11 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-полиграфицеское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4