Устройство для гидравлической штамповки полых изделий

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке с использованием давления текучей среды, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении полых изделий со ступенчатой осью из трубчатых заготовок. Цель изобретения - повышение качества изделий путем улучшения условий деформирования. Под действием усилия осевых пуансонов 5 и 6 и давления наполнителя образуется тянущее усилие, направленное от оси трубчатой заготовки (ТЗ) 7. Центральный подвижный вкладыш, образованный нажимным полувкладышем 8 и опорным полувкладышем 9.образует с неподвижными частями разъемной матрицы переменный по высоте рабочий ручей. Усилия, развиваемые гидроцилиндрами 10 и 12, равны. При штамповке изделий из малопластичных материалов в подпоршневой полости гидроцилиндра 10 посредством трубопровода 19 создают определенное давление. Это приводит к уменьшению скорости перемещения подвижного вкладыша матрицы относительно скорости перемещения осевых пуансонов 5 и 6. Это позволяет наложить на очаг деформации ТЗ 7 дополнительные сжимающие напряжения, повышающие пластичность материалов ТЗ 7. При штамповке крутоизогнутых изделий с источником давления связывается подпоршневая полость дополнительного гидроцилиндра 12 посредством трубопровода 18. При этом скорость перемещения подвижного вкладыша матрицы становится больше скорости перемещения осевых пуансонов 5 и 6. На очаг деформации ТЗ 7 накладываются дополнительные растягивающие напряжения. Устройство позволяет, варьируя режимами штамповки, управлять качеством штампуемых изделий. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.иос^О 004:ь. О О

СОЮЗ COBf=T(.KI1X

СОЦИАЛИС1 ИЧГ СКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4650208/27 (22) 14.02,89 (46) 30,01,92, Бюл, N 4 (71) Рыбинское моторостроительное производственное объединение (72) Н. И. Никонов, А. С. Матвеев и Е. А.

Антонов (53) 621.774.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 593768, кл. В 21 С 37/29, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ШТАМПОВКИ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке с использованием давления текучей среды, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении полых изделий со ступенчатой осью иэ трубчатых заготовок. Цель изобретения— повышение качества иэделий путем улучшения условий деформирования. Под действием усилия осевых пуансонов 5 и 6 и давления наполнителя образуется тянущее усилие, направленное от оси трубчатой заготовки (ТЗ) 7. Центральный подвижный вкладыш, образованный нажимным полувкладышем 8 и опорным полувкладышем 9,,, HJ,, 1708466 А1 (sI)s В 21 С 37/29, В 21 D 26/02 образует с неподвижными частями разъемной матрицы переменный по высоте рабочий ручей. Усилия, развиваемые гидроцилиндрами 10 и 12, равны. При штамповке изделий из малопластичных материалов в подпоршневой полости гидроцилиндра 10 посредством трубопровода 19 создают определенное давление. Это приводит к уменьшению скорости перемещения подвижного вкладыша матрицы относительно скорости перемещения осевых пуансонов 5 и 6. Это позволяет наложить на очаг деформации Т3 7 дополнительные сжимающие напряжения, повышающие пластичность материалов ТЗ 7. При штамповке крутоизогнутых изделий с источником давления связывается подпоршневая полость дополнительного гидроцилиндра 12 посредством трубопровода 18. При этом скорость перемещения подвижного вкладыша матрицы становится больше скорости перемещения осевых пуансонов 5 и 6, На очаг деформации Т3 7 накладываются дополнительные растягивающие напряжения. Устройство позволяет, варьируя режимами штамповки, управлять качеством штампуемых изделий. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1708466

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для гидравлической штамповки трубчатых заготовок преимущественно в изделия со ступенчатой осью.

Известно устройство для гидравлической штамповки трубных заготовок в изделия са ступенчатой осью 1 -образной формы, включающее в себя штамповочный блок, состоящий из двух палуматриц, имеющих возможность перемещения перпендикулярно оси трубной заготовки, механизм смыкания полуматриц, выполненный в виде пары винт — гайка, осевые пуансоны, взаимодействующие с торцами заготовки.

Недостатками устройства являются ограниченные технологические воэмо>кности, обеспечивающие изготовление изделий лишь -образной формы, высокая трудоемкость обслуживания, связанная со значительной долей ручного труда по подготовке устройства к штамповке заготовки и удалению готового изделия, Известно также устройство для гидравлической штамповки полых коленчатых и эксцентриковых валов из трубных заготовок, содержащее разъемную матрицу, имеющую центральный вкладыш, состоящий из нажимнога и опорного полувкладышей, связанного с нажимным полувкладышем гидроцилиндра, пуансоны осевого сжатия, а также источник жидкости высокого давления.

Однако известное устройство не обеспечивает высокое качества изготавливаемых изделий, так как в процессе штамповки изделия со ступенчатой осью нажимной полувкладыш создает растягивающие напряжения в вертикальных стенках Г-образного полуфабриката, вызывая черезмерное утонение стенок изделия и уменьшая запас пластичности материала заготовки.

Цель изобретения — повышение качества изготавливаемых изделий со ступенчатой осью путем улучшения условий их деформирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено связанным с опорным палувкладышем гидроцилиндром, при этом диаметры поршней основного и дополнительного гидроцилиндрав равны, а их надпоршневые полости гидравлически связаны с источником давления, причем при штамповке изделий из малопластичных материалов подпаршневая полость основного гидрацилиндра также гидравлически связана с источником давления, а при штамповке крутоизагнутых изделий с источником давления гидравлически связана подпоршне5

L вая полость дополнительного гидроцилиндра.

Предложенное устройство отличается тем, что опорный полувкладыш связан с дополнительным гидроцилиндром, при этом диаметры поршней основного и дополнительного гидроцилиндров равны, а их надпоршневые полости связаны с источником давления, причем при штамповке изделий из малопластичных материалов подпоршневая полость основного гидроцилиндра гидравлически связана с источником давления, а при штамповке крутоизогнутых изделий подпаршневая полость дополнительного гидроцилиндра связана с источником давления.

На чертеже приведена гидромеханическая схема предложенного устройства.

Устройство имеет неподвижное основание 1, на котором жестко закреплена нижняя полуматрица 2, подвижную траверсу 3 с закрепленной на ней верхней полуматрицей 4, осевые пуансоны 5 и 6, в одном из которых выполнено осевое отверстие, гидравлически связывающее источник высокого давления, например мультипликатор (не показан}, с полостью фармаизменяемой заготовки 7. В сомкнутом положении полуматрицы 2 и 4 образуют неподвижную матрицу.

Дополнительное устройство имеет нажимной полувкладыш 8 и опорный палувкладыш

9, образующие в сомкнутом положении подвижную матрицу. При этом полувкладыши

8 и 9 в сомкнутом положении образуют между собою канал цилиндрической формы, охватывающий срединную часть заготовки, а в совокупности рабочие каналы подвижной и неподвижной матриц образуют и -образный ручей, соответствующий форме изготавливаемого изделия.

Нажимной полувкладыш соединен с поршнем основного гидроцилиндра 10, гидравлически связанного с распределителем

11, а опорный палувкладыш 9 соединен с поршнем дополнительного гидрацилиндра

12, гидравлически связанного с распределителем 13, При этом диаметры поршней основного 10 и дополнительного 12 гидроцилиндрав равны и гидравлически связаны между собой, Дополнительно работа устройства обеспечивается мультиплика- тором 14, обратным клапаном 15, распределителем 16 и источниками низкого давления, имеющими трубопроводы 17, 18 и 19, Устройства работает следующим образом, В исходном положении подвижная траверса 3, полуматрица 4 и нажимной полувкладыш 8 занимают верхнее положение, 1708466 случае усилия, развиваемые гидроцилиндрами 10 и 12 равны между собою (так как поршни гидроцилиндров имеют равные диаметры, а цилиндры гидравлически связаны один с другим) и полностью затрачиваются на обеспечение силового контакта между полувкладышами 8 и 9, не оказывая силового воздействия на перемещение подвижной матрицы и, следовательно, на вертикальные

0 участки формоизменяемой заготовки.

При штамповке изделий со ступенчатой осью из материалов с пониженной пластичностью включают трубопровод 19. При этом в подпоршневой полости гидроцилиндра 10

5 создают определенное давление (например, 1 МПа), приводящее к уменьшению скорости перемещения подвижной матрицы относительно скорости перемещения осевых пуансонов. Это позволяет наложить на очаг пластической деформации заготовки дополнительные сжимающие напряжения, повышающие пластичность материала заготовки.

При необходимости изготовления изделий с увеличенным расстоянием между коленами lr -образного изделия, а также для снижения удельных нагрузок на осевых пуансонах выключают нагнетающий трубопровод 19 и включают трубопровод 18 (при положении 1. распределителя 13). При этом скорость перемещения подвижной матрицы становится больше скорости перемещения осевых пуансонов, а на очаг пластической деформации заготовки накладываются дополнительные растягивание напряжения, Описанные режимы работы гидромеханической схемы устройства позволяют также управлять геометрическими параметрами изготавливаемых изделий, в частности распределением радиальных деформаций его стенок и величиной выпуклого радиуса

Г-образных колен изделия. Так как диаметры поршней гидроцилиндров 10 и 12 равны, то при движении подвижной матрицы вниз рабочая жидкость из надпоршневой полости гидроцилиндра 12 перетекает в надпоршневую полость гидроцилиндра 10. При этом расход рабочей жидкости от источника давления через трубопровод 17, распределитель 16 минимален и равен утечкам рабочей жидкости из системы гидравлически связанных гидроцилиндров 10 и 12.

В процессе работы устройства мультипликатор 14 повышает давление (например, с 6,3 до 32 МПа) в системе гидравлически связанных гидроцилиндров 10 и 12 и компенсирует утечки рабочей жидкости в этой системе. Обратный клапан 15 при переключении распределителем 16 в положение II оазъединяет указанную систему со сливом. обеспечивая доступ в рабочую зону устройства. Осевые пуансоны 5 и 6 разведены.

Поршень мультипликатора 14 занимает крайнее правое положение, Опорный полувкладыш 9 занимает крайнее верхнее поло- 5 жение, образуя совместно с ручьем нижней полуматрицы 2 сплошной прямоугольный канал полуцилиндрической формы.

В указанный канал помещают трубную заготовку определенной длины, полость ко- 1 торой заполняется наполнителем, например машинным маслом (для этого, например, достаточно образовать вокруг полуматрицы 2 масляную ванну, уровень масла в которой находится выше трубной 1 заготовки, помещенной в канал полуматрицы), Включают гидромеханическую схему устройства. При этом траверса 3 опускается, обеспечивая силовой контакт полуматриц 2 и 4, одновременно каждый из 20 распределителей 16 и 13 занимает положение 1, а распределитель 11 занимает положение 1I, обеспечивая перемещение поршня гидроцилиндра 10 вниз до смыкания торцов полувкладышей 8 и 9, охватыва- 25 ющих срединную зону трубной заготовки.

Трубопроводы низкого давления 18 и 19 отключены, Затем распределитель 16 занимает,положение II, обеспечивая рабочий ход поршня мультипликатора 14 влево. При 30 этом рабочая жидкость из камеры высокого давления мультипликатора поступает в подпоршневые полости гидроцилиндров 10 и

12, обеспечивая необходимый силовой контакт полувкладышей 8 и 9, образующих по- 35 движную матрицу. Затем сообщают встречное, синхронное перемещение осевым пуансонам 5 и 6 до обеспечения пластинчатого контакта с торцами трубной заготовки, герметизируя ее полость. Загер- 40 метизировав полость заготовки, осевые пуансоны прекращают перемещение. При этом источник высокого давления (например, мультипликатор) создает высокое гидростатическое давление наполнителя, 45 например 160 МПа, в полости трубной заготовки. Осевые пуансоны 5 и 6 вновь начинают синхронное встречное перемещение.

Под действием усилия осевых пуансонов и давления наполнителя, приводящего к об- 50 разованию тянущего усилия, направленного вниз, трубная заготовка теряет продольную устойчивость и деформируется в полое ступенчатое изделие v -образной формы. При этом подвижная матрица, обра- 55 зованная сомкнутыми полувкладышами 8 и

9 увлекается срединной частью трубной заготовки вниз, образуя с неподвижной матрицей переменный по высоте рабочий ручей для формоизменяемой заготовки. В данном

1708466

Составитель А.Матвеев

Редактор M,Êåëåìåø Техред M,Mîðãåíòàë Корректор Л.Бескид

Заказ 384 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издагельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

В конце цикла деформирования трубной заготовки осуществляется сброс высокого гидростатического давления в ее полости, например, путем реверсирования источника высокого давления или путем отвода осевых пуансонов. Кроме этого, выполняется непосредственно отвод осевых пуансонов 5 и 6 в исходное положение, подъем траверсы 3 с полуматрицей 4 в исходное положение и переключение распределителя 11 в положение 1, распределителя

16 — в положение I и отключение нагнетающего трубопровода 19. При этом шток мультипликатора 14 перемещается вправо, занимая исходное положение, полувкладыш 8 перемещается вверх в исходное положение, а опорный полувкладыш 9, также перемещаясь вверх. выталкивает1 г-образное изделие из полуматрицы 2 и занимает верхнее исходное положение (при "залипании" изделия на полувкладыше 8 оно будет освобождено при перемещении полувклэдыша 8 вверх).

После удаления отштампованного изделия устройство готово к повторению описанного цикла, Предлагаемое устройство для гидравлической штамповки полых изделий со ступенчатой осью, из трубных заготовок позволяет, варьируя режимами штамповки, управлять качеством штампуемых изделий (толщинами стенок, величиной выпуклых радиусов колен1Г-образных изделий, величиной запаса пластичности материала изделий и т,п,), штамповать изделия из малопластичных материалов.

Кроме того, устройство обладает повыllJ8HHblMM технологическими возможностями, позволяя изготавливать из трубных заготовок 1f -орбразные, преимущественно крутоизогнутые изделия, имеющие вогну 1 тый радиус копен менее половины диаметра заготовки, (получаемый полуфабрикат может служить основой для изготовления (,у, Г-образных изделий), а также изготавливать

5 из трубных заготовок изделия типа тройников и крестовин (для этого соответственно осуществляют замену полуматриц, полувкладыши 8 и 9 используют в качестве пуансонов подпора формуемых на заготовке

10 отростков).

Формула изобретения

1. Устройство для гидравлической штамповки полых изделий со ступенчатой осью из трубчатых заготовок, содержащее разь15 емную матрицу, имеющую центральный подвижный вкладыш, состоящий из нэ>кимного и опорного полувкладышей, связанный с на>кимным полувкладышем гидроцилиндр, пуансоны oceeoro сжатия, а также

20 источник жидкости высокого давления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества изделий путем улучшения условий деформирования, оно снабжено связанным с опорным полувклэдышем до25 полнительным гидроцилиндром, при этом диаметры поршней. основного и дополнительного гидроцилиндров равны, а их надпоршневые полости связаны с источником давления.

30 2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения штамповки изделий из малопластичных материалов, подпоршневая полость основного гидроцилиндра гидравлически связана с источни35 ком давления.

3. Устройство по и. 1, отл и ч а ю ще ес я тем, что, с целью обеспечения штамповки крутоизогнутых изделий, подпоршневая полость дополнительного гидроцилиндра

40 гидравлически связана с источником давления.