Способ гидромеханической штамповки трубчатых изделий переменного сечения

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением с применением гидростатически сжатой среды. Цель - повышение производительности за счет сокращения количества операций и увеличения разовых деформаций для труб с относительной толщиной стенки от 0,15 до 0,3. Предварительно, перед установкой заготовки 19 в контейнер 6, производят заливку жидкости в полость под закрытую матрицу 30 однократно для щтамповки всей партии заготовок. Уплотняют оба торца заготовки 19 в рабочей 23 и закрытой 30 матрицах. Деформацию осуществляют со степенью от 12 до 20% при соотношении осевого напряжения и давления жидкости в пределах от 1,2 до 1,7. После удаления изделия из контейнера 6 к его верхнему торцу прикладывают осевое усилие и извлекают готовое изделие из рабочей матрицы 23. 3 ил. &

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4223974/31 27 (22) 06.04.87 (46) 30.10.88. Бюл. № 40 (71) Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР (72) Б. И. Каменецкий, М. В. Колмогоров, А. В. Александров, Ю. С. Плахин, А. А. Романцов и Е. Б. Степанов (53) 621.774.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 770635, кл. В 21 J 5/04, 1980. (54) СПОСОБ ГИДРОМЕХАНИЧЕС КОЙ

ШТАМПОВКИ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛ ИЙ

ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением с применением гидростатически сжатой среды. Цель — повыше„„SU„„1433578 А1 (5ц 4 В 21 D 41 00 В 21 3 5 04 ние производительности за счет сокращения количества операций и увеличения разовых деформаций для труб с относительной толщиной стенки от 0,15 до 0,3.

Предварительно, перед установкой заготовки 19 в контейнер 6, производят заливку жидкости в полость под закрытую матрицу 30 однократно для штамповки всей партии заготовок. Уплотняют оба торца заготовки 19 в рабочей 23 и закрытой 30 матрицах. Деформацию осуществляют со степенью от 12 до 20% при соотношении осевого напряжения и давления жидкости в пределах от 1,2 до 1,7.

После удаления изделия из контейнера 6 к его верхнему торцу прикладывают осевое усилие и извлекают готовое изделие из рабочей матрицы 23. 3 ил.

1433578

l0 5

Изобретение относится к обработке металлов давлением с применением гид:ростатически сжатой среды.

Цель изобретения — повышение производительности за счет сокращения коли:чества операций и увеличения разовых деформаций труб с относительной толщиной стенки от 0,15 до 0,3.

На фиг. 1 показано устройство для осуществления способа (слева -- в момент начала штамповки, справа --- в момент извлечения готового изделия и загрузки новой заготовки); на фиг. 2 — то

;же, разрез (слева — в момент начала ! штамповки, справа — в мов ент оконча ния): на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 1. !

Устроиство состоит из плунжера 1, коромысла 2, выталкивателя 3, вилок 4, аправляющих 5, верхнего контейнера 6, фланца 7, шпилек с гайками 8, резьбового фланца 9, нижнего контейнера 10, иижиего фланца 11, шпилек с гайками 12, Ьпоры 13, шкалы 14, индекса 15, дисов 16, толкателя 17, обтк>ратора 18, аготовки 19 и изделия 20, гайки 21, )салибрующей матрицы 22, рабочей матри)цы 23, которые фиксируются гайкой 24, уплотнений 25, гайки 26, уплотнений 27

28, штампа 29, закрытой матрицы

30, направляющей г"é"êè 31 и оправки 32.

В илунжере 1 выполнен продольный иаз, в котором перемещается коромысло 2 с вы талкивателем 3. Коромысло 2 соединено с илками 4 с помощью пальцев. Вилки 4 еремещаются в направляющих 5, соединеных с верхним контейнером 6.

В верхнем положении илунжера 1 нижяя часть вилки опирается на гайку 21, авернутую на направляющук> 5, в этот

Момент между нижней поверхностью коромысла 2 и плоскостью илунжера 1 имеется зазор.

Плунжер 1 скреплен с ползуном пресса, опора 13 с помощью дисков 16 крепится к столу пресса.

Толкатель 17 соединен с выталкивателем пресса.

В опоре 13 выполнен паз, в котором перемегцаются обтюратор 18 с индексом

15 и толкатель 17. Ход обтюратора можно отсчитывать с помощью шкалы 14 (на фиг. слева показано нижнее положение обтюратора 18 и индекса 15, справа — верхнее положение обтюратора 18, толкателя !7 и индекса 15).

В верхнем положении ползуна пресса в контейнер 6 загружают трубную заготовку 19 и осуществляют ход иолзуна вниз, ири котором происходит деформация.

В этот момент вилки 4 опуска>отся и коромысло 2 неподвижно, а обтюратор 18 опушен в нижнюю позицию. l! осле окончания штамповки илунжер занимает верхнее поло>кение, вилки 4 упираются в гайки 21, а выталкиватель 3 находится ниже калибрующего пояска матрицы и удаляет из нее готовое изделие 20. В этот момент обтюратор 18 занимает верхнее положение с помощью толкателя 17 при включенном на ход вверх выталкивателе пресса.

Перед началом процесса штамповки штамп 29 занимает верхнее положение.

В полость контейнера 10 залита жидкость до определенного уровня.

В полость штампа 29 загружается заготовка 19, которая центрируется с помощью гайки 31 и устанавливается на коническую поверхность закрытой матрицы

30. При опускании плунжера 1 коническая поверхность матрицы 23 касается торца заготовки 19 и через нее передает усилие штампу 29, который движется вниз. По мере опускания системы плунжер — заготовка — штамп жидкость из полости контейнера 10 перетекает через продольные каналы штампа в канал контейнера 6.

При определенном ходе штампа вниз жидкость заполняет кольцевое пространство между каналом контейнера 6 и заготовкой 19, затем при опускании штампа давление столба жидкости возрастает. Так как верхняя кольцевая площадь штампа Fi меньше нижней кольцевой площади штампа Г, то при одинаковом давлении в каналах контейнеров 6 и 10 возникает сила S, подымаюшая штамп навстречу плунжеру. Под действием силы S в стенке заготовки возникают осевые напряжения о„, равные

О

Г з где Рз — площадь трубной заготовки.

Заготовка подвержена воздействию давления Р, действующего на ее боковую поверхность, и осевого напряжения о, . По достижении давлением P и напряжением о, необходимых значений начинается деформация участков заготовки в глухую матрицу до упора в ее торец, а затем в рабочую матрицу 23 (положение штампа 29 в этот момент показано на фиг. 2 слева пунктиром). При установившемся процессе деформации давление жидкости P постоянно, а штамп движется навстречу опускающемуся плунжеру 1. Средний участок заготовки находится в жестком состоянии, а в матрице 23 происходит пластическая деформация.

В момент соприкосновения штампа 29 и плунжера 1 давление возрастает и процесс штамповки заканчивается, при этом вся жидкость вытесняется в полость контейнера 10. Затем плунжер 1 поднимается в верхнее положение, изделие 20 остается в матрице 23, удаляясь из глухой матрицы 30, и при определенном положении илунжера 1 изделие выталкивается из матрицы с помощью выталкивателя 3. После

1433578

Формула изобретения

Сама пресса

Фиг.! выталкивания изделия 20 штамп 29 выталкивателем пресса ставится в исходную (верхнюю) позицию, цикл штамповки повторяется.

Пример, Изготовляли трубчатые изделия переменного сечения из титановых сплавов.

Деформировали трубные заготовки с наружным диаметром 8 мм, стенкой 1,5 мм длиной 100 мм. После гидромеханической штамповки получали изделия с наружным диаметром d=7 мм и стенкой 1,5 мм, длина деформированной части изделия

50 мм, общая длина 105 мм. При оптимальном соотношении К вЂ”, равном 1,6, получали изделия с высоким качеством внутренней и наружной поверхности при давлении жидкости в контейнере 150—

160 МПа. Обжатие = — -=12,5%, такое же обжатие при других значениях К достигалось при давлениях 220 †2 МПа.

Максимальное обжатие для труб с указанной тощиной стенки (S/D=0,1) составило 16% в час. Производительность процесса штамповки — около 70 — 80 изделий в час.

Способ гидромеханической штамповки трубчатых изделий переменного сечения, включающий установку полой заготовки в рабочую матрицу, уплотнение обоих торцов заготовки в рабочей и закрытой матрицах контейнера и ее деформацию с помощью жидкости высокого давления с последующим удалением деформируемого изделия из контейнера, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения количества операций и увеличения разовых деформаций для труб с относительной толщиной стенки

S/Dот 0,,15 до 03, предварительно, перед установкой заготовки в контейнер, жидкость заливают в полость контейнера под закрытую матрицу однократно для штамповки всей партии заготовок, а деформацию осуществляют со степенью 12...20% при соотношении осевого напряжения в трубной заготовке и давления жидкости а, Р в пределах от 1,2 до 1,7, а после удаления изделия из контейнера к его верхнему торцу прикладывают осевое усилие, например с помощью толкателя и извлекают готовое изделие из рабочей матрицы.

1433578

Составитель В. Бороздин

Рс;1 1ктор . t. В1 с1.. 1о иск 1я Tcкред И. Всрес Корректор М. Шароши

3 ш<а з 548 5, 8 Тираж 7119 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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