Матрица штампа для окончательной формовки полуцилиндров

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (д1) 4 В 21 D 5/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3587006/25-27 (22) 26.01.83 (46) 23.04.86. Бюл. ¹ 15 (71) Всесоюзный ордена Ленина научноисследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (72) А.И. Сурков, С.А. Шпыгарь, Л,Д. Гольман, П.Ф. Новиков, Б.И. Буксбаум и С.А.Новиков (53) 621.981.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

810334, кл. В 21 D 5/01, 27.03 ° 79. (54) (57) 1. МАТРИЦА ITAMIIA ДЛЯ ОКОН—

ЧАТЕЛЬНОЙ ФОРМОВКИ ПОЛУЦИЛИНДРОВ из предварительно согнутой заготовки, имеющая цилиндрическую форму рабо„„SU, » 1225640 А чей поверхности с пазами и опорные поверхности, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергоемкости путем снижения необходимого усилия формовки, пазы на рабочей цилиндрической поверхности выполнены в окружном направлении, их протяженность равна развернутой длине этой поверхности, а отношение общей площади рабочей поверхности матрицы к площади, занимаемой пазами, составляет 0,7-1,5.

2. Матрица по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что глубина пазов вблизи опорных поверхностей равна нулю, а полость пазов связана с источником жидкости под давлением.

1 12

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к гибке листового металла вдоль прямых линий на прессах >и наиболее эффективно может быть использовано при формовке полуцилиндрических заготовок труб большого диаметра и иных изделий цилиндрической формы из листа.

Цель изобретения — снижение энергоемкости путем снижения необходимого усилия формовки.

На фиг. 1 изображена матрица штампа, продольный разрез; на фиг.2 то же, поперечный разрез по пазу; на фиг. 3 — то же, вид сверху; на фиг, 4 — матрица с подводом жидкости высокого давления, продольный разрез; на фиг. 5 — то же, поперечный разрез по пазу и отверстию для подвода жидкости; на фиг. 6 — то же, вид сверху; на фиг. 7-9 — вариант выполнения матрицы с подводом жидкости высокого давления; на фиг, 10-12— схема процесса окончательной формовки трубной заготовки; на фиг. 13— схема усилий, действующих на трубную заготовку в момент ее окончательной формовки.

Матрица штампа содержит рабочую поверхность 1, опорные поверхности 2 и пазы 3. Пазы получаются расточкой с той же оси, что и рабочая поверхность, но радиусом R большим В„ на

2 глубину паза. В этом случае глубина паза одинакова на всем его протяжении, Ширина пазов 1 берется равной а

Z-5 толщинам деформируемого листа, а отношение суммарной площади рабочей поверхности матрицы и, г „ и пазов и 1. 0,7-1,5, где и — количество пазов; Г„ — ширина участков рабочей профилированной поверхности; и, количество этих участков.

Размеры матрицы В, Н и L, расположение крепежных отверстий определяются диаметром формуемого изделия, конструкцией пресса и другими технологическими и конструктивными факторами.

Матрица, изображенная на фиг. 4-6, имеет те же размеры, что и матрица на фиг. 1-3, но глубина пазов 3 уменьшается у опорных поверхностей 2 до нуля. Достигается это тем, что расточка пазов ведется тем же радиусом, что и рабочей поверхности 1, но из центра, смещенного вниз на ве.:нчину 8 =5-10 мм. В этом случае (фиг. 4 и 5) у опорных поверхностей

2 глубина пазов приближается к нулю, а на ширине О они отсутствуют. Для подвода жидкости от источника давления (не показан) служит канал 4.

Канавки 5 предназначены для соединения пазов 3 между собой.

Согласно варианту выполнения матрицы с подводом жидкости высокого давления (фиг. 7-9) пазы 3 выполняются рациусом R, меньшим R из центра, смещенного вниз на величину о и в

còoðoó íà h . Радиус R и смещения

6 и о выбираются такими чтобы ос1

У тавался участок рабочей поверхности 1 у опорных площадок 2, не имеющий пазов, Участок без пазов в нижней части матрипы необходим тогда, когда предварительно отформованная заготовка 6 (фиг. 10) вдвигается в матрицу вдоль ее продольной оси. Между собой пазы соединя.отся канавками 5.

В процессе окончательной формовки трубной заготовки (фиг, 10-12) предварительно отформованная заготовка 6 щ (фиг. 10) вводится в матрицу штампа, удерживаясь в вертикальном положении пресс-штемпелем 7.

Схема усилий, действующих на трубную заготовку в момент ее окончательной формовки, показана на фиг, 13.

Рабочее усилие P, приложенное к продольной кромке заготовки, создает между наружной поверхностью листа и рабочей поверхностью матрицы штампа контактные давления q. Например, при рабочем усилии пресса 20000 тс, длине заготовки 12 м и диаметре трубы 1020 мм контактные давления

q=160 кгс/см .

Герметичность создается эа счет наличия участков рабочей поверхности, не имеющих пазов, шириной 8 (фиг. 4}, к которым заготовка прижимается усилием q. Ввиду скоротечности процесса (0,5-1,5 с) негерметичность, связанная с частотой обработки поверхностей листа и матрицы, не имеет значения.

Матрица работает следующим образом.

На рабочую профилированную поверхность матрицы подают предназначеннуЮ для окончательной формовки заготовку

6 формовки, Траверса пресса с закрепленным на ней пресс-штемпелем 7 опускается вниз, пресс-штемпель начинает прижимать лист к рабочей профилированной поверхности и пластически деформировать его. Рабочий ход траверсы заканчивается после смыкания

1225640 опорных поверхностей матрицы и прессштемпеля. При этом наружная поверхНос ь отформованного изделия остается гладкой и повторяет рабочую профилированную поверхность. Использование пазов позволяет на 40-607 увеличить контактные давления между дефор— мируемым листом и рабочей профилированной поверхностью матрицы и благодаря этому снизить коэффициент трения на 157. Таким образом, без увеличения усилия пресса можно расширить его технологические возможности и формовать листы, толщина которых на 157. превышает максимально допустимую для обычной матрицы, или листы с более высоким пределом текучести.

Кроме того, обеспечивается более равномерная пластическая деформация листа, исключается искривление кромок полуцилиндрических заготовок, что при последующей сварке увеличивает выход годного и повышает качество изделия. Наибольшая эффективность достигается при использовании конструкции матрицы, показанной на фиг. 4-9. В этом случае после зажима пресс-штемпелем 7 заготовки 6 в замкнутые полости пазов 3 через отверстия 4 под давлением 50-100 бар подается жидкость. После смыкания пресс-штемпеля с опорными поверхностями матрицы давление в полостях пазов снижается до атмосферного.

Благодаря подаче жидкости высокого давления в пазы удается снизить технологически необходимое .усилие формовки на - 257.

На лабораторном прессе проведены испытания матрицы с подачей жидкости и без «ее. При этом ширина пазов варьировалась от 1 до 8 толщин деформируемого листа, а соотношение площади рабочей поверхности матрицы и суммарной пчощади пазов — от 0,25 до 4. Эксперименты показывают, что при соотношении от 0,7 до 4 наблюдается снижение трения без ухудшения наружной поверхности формуемого изделия. При эт .м наиболее интенсивное снижение наблюдается при отношении площадей 4, коэффициент трения снижается на 57., при 1,5 — на 14- 167., при 0,7 — на 187.. Соотношение меньше

0,7 приводит к ухудшению наружной поверхности формуемых изделий, появлению вмятин.

Изменение ширины пазов показывает, что при их суммарной площади, не превышающей 0,7 общей площади, увеличение ширины пазов до 5 толщин листа не приводит к заметному ухудшению качества наружной поверхности.

Дальнейшее увеличение ширины пазов приводит K появлению BMRTHH Выполнение пазов шириной менее двух толщин листа нецелесообразно, так как неоправданно усложняет изготовление матрицы.

ЗО

Использование изобретения позволит формовать трубы из более прочных труднодеформируемых стальных листов, а также из стальных листов большей толщины. При одинаковых толщинах листов и их механических характеристиках снижается необходимое усилие формовки, т.е. снижаются затраты энергии на окончательную формовку полуцилиндров.

40 г

К исп очтку

1225640

Фиг.7

1 2256/. ) Т

fT !

Подписное

Тираж 783

Заказ 2020/8

ВНИИПИ

Производств.-полиграф . пред-p.„ г„ жгород, ул . Проектная, — V-- I