Матрица для высадки деталей сложного профиля



Матрица для высадки деталей сложного профиля
Матрица для высадки деталей сложного профиля

 


Владельцы патента RU 2553736:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей сложного профиля. Матрица для высадки содержит вставку и бандажное кольцо. Вставка запрессована в бандажное кольцо с переменным по высоте бандажного кольца или вставки натягом. Сопрягаемые наружная поверхность вставки и внутренняя поверхность бандажа выполнены конусными. Переменный натяг между этими поверхностями образован путем их выполнения с различной разностью между внутренним диаметром кольца и наружным диаметром вставки на противоположных торцах матрицы. Величина переменного натяга ∆ выбрана из выражения: ∆=∆1-∆2=(0,02…0,34) мм, где ∆1 - натяг между сопрягаемыми поверхностями вставки и бандажного кольца со стороны зеркала матрицы, ∆2 - натяг между сопрягаемыми поверхностями вставки и бандажного кольца со стороны торца матрицы, противоположного зеркалу матрицы. В результате обеспечивается повышение циклической стойкости и прочности матрицы и повышение ее технологичности. 2 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей сложного профиля.

Известна матрица, содержащая бандаж, выполненный в виде охватывающих матрицу колец, каждое из которых выполнено с остаточными напряжениями сжатия во внутренней зоне и растяжения на наружной (патент РФ №483185, В21J 13/02, опубл. 05.09.1975, бюл. №33).

Недостатком данной матрицы является то, что при высадке деталей сложного профиля трудно избежать возникновения растягивающих напряжений во внутренних слоях вставки, а как известно, только выполняя условие обеспечения в рабочем режиме всестороннего равномерного сжатия внутреннего слоя рабочей вставки по всей высоте можно обеспечить длительную работоспособность собранной с натягом матрицы.

Известна матрица для выдавливания, состоящая из вставки, внешняя поверхность которой выполнена в виде двухстороннего усеченного конуса с меньшими основаниями на торцах, разрезного кольца из сегментов с ответными коническими поверхностями и обоймы (патент РФ №1398968, В21J 13/02, 30.05.1988, бюл. №20).

За счет профиля вставки в виде двухстороннего усеченного конуса и подбора натягов, создается переменный по высоте вставки натяг между сопрягаемыми поверхностями и возможно достижение условия обеспечения в рабочем режиме всестороннего равномерного сжатия вставки по всей ее высоте. Однако недостатком данной матрицы является высокая сложность и трудоемкость ее изготовления из-за вставки, выполненной в виде двухстороннего усеченного конуса с меньшими основаниями на торцах и разрезного кольца из сегментов с ответными коническими поверхностями, и таким образом изготовления сложных сопряженных поверхностей. Также недостатком данной матрицы является увеличение ее габаритов вследствие необходимости применения разрезного кольца из сегментов для передачи несущего давления от обоймы к вставке, что не всегда допустимо из-за фиксированных габаритов посадочных мест матриц в оборудовании.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является матрица, содержащая цилиндрическую вставку и установленное на ней с натягом и сопряженное по поверхности бандажное кольцо, сопрягаемая поверхность вставки или бандажа выполнена криволинейной, при этом форма криволинейной поверхности определяется из условия обеспечения в рабочем режиме всестороннего равномерного сжатия матрицы по всей высоте, а величина натяга определяется из приведенных соотношений с переменным натягом по высоте (патент РФ №2198761, В21J 13/02, B23P 11/02, опубл. 20.02.2003).

За счет вставки или бандажа, сопрягаемая поверхность которых выполнена криволинейной, а также подбора величины натяга, создается переменный по высоте матрицы натяг между сопрягаемыми поверхностями, что обеспечивает в рабочем режиме создание всестороннего равномерного сжатия вставки по всей ее высоте. Однако существенным недостатком данной матрицы, препятствующим применению ее в практике на производстве, является высокая сложность и трудоемкость ее изготовления из-за технологической сложности обработки и контроля криволинейных поверхностей сопряжения вставки или бандажа. Кроме того, существует сложность сборки вставки и бандажа с криволинейными сопрягаемыми поверхностями. Также недостатком данной матрицы является невысокая циклическая стойкость и прочность при высадке деталей сложного профиля, что делает невозможным ее применение при изготовлении деталей сложного профиля, так как рассчитанный из приведенных соотношений натяг не обеспечивает всестороннее сжатие матрицы и не препятствует возможности возникновения трещин при сложном профиле внутреннего отверстия вставки.

Задачей изобретения является уменьшение трудоемкости изготовления матрицы для высадки деталей сложного профиля благодаря реализации переменного по высоте матрицы натяга.

Технический результат - повышение циклической стойкости и прочности матрицы с переменным по высоте вставки или бандажа натягом между сопрягаемыми поверхностями, повышение технологичности матрицы и возможность применения данной матрицы для высадки деталей сложного профиля.

Данная задача решается, а технический результат достигается тем, что в предлагаемой матрице для высадки, содержащей бандажное кольцо и вставку, запрессованную в бандажное кольцо с переменным по высоте бандажного кольца или вставки натягом между их сопрягаемыми поверхностями, согласно изобретению сопрягаемые наружная поверхность вставки и внутренняя поверхность бандажа выполнены конусными, а переменный натяг между упомянутыми конусными поверхностями образован путем их выполнения с различной разностью между внутренним диаметром бандажного кольца и наружным диаметром вставки на противоположных торцах матрицы, при этом величина переменного натяга Δ выбрана из следующего выражения:

∆=∆1-∆2=(0,02…0,34) мм,

где ∆1 - натяг между сопрягаемыми поверхностями вставки и бандажного кольца со стороны зеркала матрицы, ∆1=(Dв-dб);

Dв - наружный диаметр вставки со стороны зеркала матрицы;

dб - внутренний диаметр бандажного кольца со стороны зеркала матрицы;

∆2- натяг между сопрягаемыми поверхностями вставки и бандажного кольца со стороны торца матрицы, противоположного зеркалу матрицы, ∆2=(D-d);

D - наружный диаметр вставки со стороны торца матрицы, противоположного зеркалу матрицы;

d - внутренний диаметр бандажного кольца со стороны торца матрицы, противоположного зеркалу матрицы.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и фиг. 2, на которых показаны примеры матриц для высадки деталей сложного профиля.

Матрица, изображенная на фиг. 1, применяется для высадки заготовки шарового пальца и состоит из бандажного кольца 1, внутренняя поверхность которого выполнена конусной с внутренним диаметром отверстия dб - со стороны зеркала матрицы, и внутренним диаметром d - с торца, противоположного зеркалу матрицы, а также запрессованной в него вставки 2 с отверстием сложного профиля, наружная поверхность которой выполнена конусной с диаметрами Dв и D с торца зеркала матрицы и противоположного зеркалу соответственно. При сопряжении бандажа 1 и вставки 2 образуются натяги, разные в противоположных торцах матрицы: ∆1 и ∆2. При этом возникает переменный натяг ∆, обеспечивающий в рабочем режиме всестороннее равномерное сжатие профиля вставки по всей ее высоте.

Матрица, изображенная на фиг. 2, применяется для высадки колесного ключа и состоит из бандажного кольца 1, внутренняя поверхность которого выполнена конусной с внутренним диаметром отверстия dб - со стороны зеркала матрицы, и внутренним диаметром d - с торца, противоположного зеркалу матрицы, а также запрессованной в него вставки 2 с отверстием сложного профиля, наружная поверхность которой выполнена конусной с диаметрами Dв и D с торца зеркала матрицы и противоположного соответственно. При сопряжении бандажа 1 и вставки 2 образуются натяги, разные в противоположных торцах матрицы: ∆1 и ∆2. При этом возникает переменный натяг ∆, обеспечивающий в рабочем режиме всестороннее равномерное сжатие профиля вставки по всей ее высоте.

Преимуществом предлагаемой матрицы является повышенная циклическая стойкость и прочность благодаря реализации переменного по высоте матрицы натяга за счет выполнения сопрягаемых наружной поверхности вставки и внутренней поверхности бандажного кольца конусными.

Также преимуществом предлагаемой матрицы является простота и низкая трудоемкость ее изготовления за счет выполнения сопрягаемых наружной поверхности вставки и внутренней поверхности бандажного кольца конусными. При этом отпадает необходимость в изготовлении сложных поверхностей, сопряженных по кривой либо ломаной линии.

Заявляемое техническое решение позволяет, вычислив натяг на торцах матрицы, задать в этих точках диаметры на наружной поверхности вставки и внутренней поверхности бандажного кольца, исполнить их как конусные поверхности. Кроме того, исполнение сопрягаемых наружной поверхности вставки и внутренней поверхности бандажа как конусных не только значительно уменьшает трудоемкость их изготовления, но и делает деталировку матрицы пригодной для контроля. Также преимуществом данной матрицы является простота сборки вставки с бандажом, так как поверхности сопрягаются по конусам. Кроме всего сказанного выше, преимуществом данной матрицы является высокая ее циклическая стойкость и прочность при изготовлении сложнопрофильных изделий в связи с возможностью задания на торцах матрицы различного напряженного состояния из-за применения переменного натяга ∆, обеспечивающего в рабочем режиме всестороннее равномерное сжатие сложного профиля вставки по всей высоте, что препятствует возможности возникновения трещин при сложном профиле внутреннего отверстия вставки.

Итак, предлагаемая матрица имеет высокую циклическую стойкость и прочность, проста в изготовлении и сборке из-за реализации переменного натяга за счет выполнения сопрягаемых наружной поверхности вставки и внутренней поверхности бандажного кольца конусными и особо эффективна с точки зрения ее применения при изготовлении деталей сложного профиля.

Матрица для высадки, содержащая бандажное кольцо и вставку, запрессованную в бандажное кольцо с переменным по высоте бандажного кольца или вставки натягом между их сопрягаемыми поверхностями, отличающаяся тем, что сопрягаемые наружная поверхность вставки и внутренняя поверхность бандажного кольца выполнены конусными, а переменный натяг между упомянутыми конусными поверхностями образован выполнением бандажного кольца и вставки с различной на противоположных торцах матрицы величиной разности между внутренним диаметром бандажного кольца и наружным диаметром вставки, при этом величина переменного натяга ∆ выбрана из следующего выражения:
∆=∆1-∆2=(0,02…0,34) мм,
где ∆1 - натяг между сопрягаемыми поверхностями вставки и бандажного кольца со стороны зеркала матрицы, ∆1=(Dв-dб);
Dв - наружный диаметр вставки со стороны зеркала матрицы;
dб - внутренний диаметр бандажного кольца со стороны зеркала матрицы;
∆2 - натяг между сопрягаемыми поверхностями вставки и бандажного кольца со стороны торца матрицы, противоположного зеркалу матрицы, ∆2=(D-d);
D - наружный диаметр вставки со стороны торца матрицы, противоположного зеркалу матрицы;
d - внутренний диаметр бандажного кольца со стороны торца матрицы, противоположного зеркалу матрицы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в трубном производстве при изготовлении труб нефтяного сортамента с утолщенными концами.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при деформировании концевых участков криволинейных труб.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к трубному производству. Осуществляют деформирование нагретого конца бурильной трубы на прессе в полости разъемной матрицы посредством перемещаемого пуансона за четыре последовательных операции высадки.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении многогранных деталей типа гаек. Матрица содержит корпус, в который запрессована промежуточная втулка.

Изобретение относится к области обработки давлением заготовок в виде прутков прямоугольного или круглого сечения и может быть использовано при изготовлении петель железнодорожных вагонов и других деталей типа стержней с утолщением на торце, несоосным по отношению к стержню.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении многогранных деталей типа гаек. Матрица для высадки этих изделий содержит корпус, в который запрессованы последовательно расположенные коническая вставка с многогранным отверстием и коническая вставка с местом для формирования фаски на торце гайки.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения утолщений различной конфигурации, толщины и диаметра на стержневых заготовках в виде прутка на кривошипных прессах.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к трубному производству, и может быть использовано при производстве нефте- и газопромысловых труб с высаженными концами из различных металлов и сплавов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в автомобильной отрасли для крепления оси в звеньях различных дверных петель автомобиля.
Изобретение относится к обработке металлов давлением. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при штамповке поковок типа крестовин. На верхней плите штампа установлен пуансон.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прошивке заготовок в контейнере на прессах. Пуансон для прошивки выполнен в виде тела вращения с двумя отверстиями.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для ковки слитков и заготовок из различных сталей и сплавов. Бойки четырехбойкового ковочного устройства прикреплены к соответствующим держателям бойков с помощью прижимов.

Изобретения относятся к обработке давлением и могут быть использованы при изготовлении ребристых панелей, предназначенных для корпусов отсеков, перегородок, крыльев и других частей авиационно-космических летательных аппаратов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при открытой объемной штамповке поковок с переменным по периметру поперечным сечением.

Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано при производстве расходуемых электродов для плавки металлов и сплавов. Инструмент содержит контейнер, матрицу и соединенные между собой посредством стяжки пресс-штемпель и пресс-шайбу.

Группа изобретений относится к обработке металлов давлением и предназначена для получения равноосной ультрамелкодисперсной структуры при обработке заготовок из малопластичных материалов, в том числе спеченных порошковых заготовок.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении оружейных стволов калибра 5,45-30 мм. Полый поводковый центр предназначен для радиально-обжимной машины, которая используется для обжатия заготовки-трубы с внутренней технологической фаской на одном торце.

Изобретение относится к обработке давлением металлов и сплавов и может быть использовано при получении изделий с повышенными механическими свойствами за счет образования мелкозернистой и однородной структуры.

Изобретение относится к кузнечному производству и может быть использовано в конструкциях бойков для изготовления крупногабаритных поковок типа дисков, ступиц, крышек, днищ.

Изобретение относится к технологической оснастке для ковки слитков и заготовок из различных сталей и сплавов на ковочных прессах. Ковочное устройство содержит четыре бойка, установленные на держателях верхнего и нижнего бойков и на держателях боковых бойков. Нижний и/или верхний боек снабжен системой его перемещения относительно держателя. Система перемещения содержит промежуточную плиту, прикрепленную посредством прижима и стяжных шпилек к основанию бойка. В промежуточной плите и в держателе бойка установлен по меньшей мере один винт, жестко соединенный посредством гайки с червячным колесом, которое находится в зацеплении с червячным валом. Последний соединен с двигателем для обеспечения перемещения промежуточной плиты вдоль вертикальной оси устройства при вращении винта. Держатель бойка и промежуточная плита выполнены с возможностью установки между ними по меньшей мере одной регулировочной пластины. В результате обеспечивается упрощение конструкции устройства, уменьшение его габаритов и повышение надежности и безопасности его работы. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх