Устройство для формовки полых изделий с отводами с использованием эластичного наполнителя

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением с использованием эластичного наполнителя и моиет быть использовано при изготовлении деталей из особотонкостенпых трубных заготовок, например из (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

КСПУВ ЛИК (19) (П1

А1 (5I)4 В 21 С 37/29 В 21 П 22 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Гю делАм изОБРетений и ОткРыт(Ф (21) 3990187/25-27 (22) 21.10.85 (46) 15.05.87. Бюл. Ф 18 (72) С. А. Эрбейгель, Э. И. Письменный, А. Г. Калиниченко и Ю. А. Канишов (53) 621.983,07:621.643 ° 063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 582026, кл. В 21 С 37/29, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВКИ ПОЛЫХ

ИЗДЕЛИЙ С ОТВОДАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ЭЛАСТИЧНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к области обработки металлов давлением с использованием эластичного наполнителя и мопет быть использовано при изготовлении деталей из особотонкостена»х трубных заготовок, например иэ

131 алюминиевых сплавов. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения формовки тонкостенных заготовок и повышение качества, Данная цель достигается за счет создания давления эластичного наполнителя (Н) на формообразующую деталь, равного потребному, а также за счет создания оптимального усилия подпора дна формуемого отвода, Устройство содержит матрицу с полостью, в которой размещается заготовка, с помещенным в нее Н, пуансоны осадки, в которых со стороны, контактирующей с Н, выполнены глухие цилиндрические полости.

В матрице также содержится полость отвода, в которой имеется силовой элемент в виде вкладыша из эластичного материала, При перемещении пуансонов осадки происходит одновре0063 менно с сжатием Н и осевое сжатие заготовки. Н при достижении величины внутреннего давления, потребного для формообразования, будет частично заполнять цилиндрические компенсационные полости пуансонов осадки. Силовой элемент, размещенный в двухступенчатой полости отвода матрицы, будет осуществлять подпор дна формируемого отвода. Оптимальные параметры формообразования достигаются путем правильного выбора геометрических размеров входного диаметра цилиндрической компенсационной полости пуансонов осадки Р „„ „ и диаметра меньшей ступени полости отвоа матрицы Р„„: 0,5 = De „„„ / нап - Ов65 и 0,6 Родоп.м,/Река где Р „ „ Р „„ — соответственно диаметры наполнителя и вкладыша. 1 з.п. ф-лы 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением путем использовании эластичного наполнителя и может быть применено для изготовления деталей из тонкостенных заготовок, 5 выполненных, например, из алюминиевых сплавов °

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения формовки тонкостенных заготовок и повышение качества за счет создания оптимального внутреннего давления на заготовку и достаточного подпора донной части отвода.

На фиг. 1 изображено устройство в исходном и рабочем состояниях; на фиг. 2 - результаты экспериментов по определению оптимальных диаметров цилиндрических компенсационных полостей в пуансонах осадки и полости отвода матрицы, Устройство содержит разъемную матрицу 1 с полостью, в которой установ-25 лены пуансоны осадки 2 и 3, выполненные со стороны, обращенной к наполнителю 4 в виде цилиндра, с глу-. хими компенсационными полостями 5 с входным диаметром Р„ „ „ для выхода излишнего объема наполнителя.

Полость отвода матрицы 6 выполнена сквозной двухступенчатой с диаметром меньшей ступени D „ „, в этой полости смонтирован узел подпора, состоящий из подпорного пуансона 7 и силового элемента в виде цилиндрического эластичного вкладыша 8.

Устройство работает следующим образом.

Заготовку с помещенным в нее наполнителем 4 из эластичноro материала располагают в полости матрицы 1.

При перемещении пуансонов осадки 2 и 3 одновременно со сжатием эластичного наполнителя происходит осевое сжатие заготовки и формообразование отвода. При этом перемещаемый с торцов заготовки эластичный наполнитель

4 частично сжимается, а частично заполняет объем формируемого отвода.

При достижении внутреннего давления, создаваемого эластичным наполнителем 4, величины потребного для формообразования одновременно с формовкой отвода происходит заполнение цилиндрических компенсационных полостей пуансонов эластичным наполнителем 4. Для особотонкостенных заготовок, например, из алюминиевых

1310063

0 6- - "- 0 8

> р ° )

Вкп. (2) (4) D кап, ОсР. — ° 100X

П кап

> сплавов, как показывают приведенные эксперименты, входной диаметр цилиндрической компенсационной полости в этом случае должен удовлетворять соотношению

0 5ь — - - - - 0 65

0 в n n. n.

> > нрп. ! где D — диаметр цилин

В.non. n. дрическои компенсационной полости пуансона осадки;

D „рп — диаметр наполнителя.

Кроме того, при формообразовании изделий из, например, алюминиевых сплавов из-за их низкой собственной прочности особенно важно организовать правильный подпор дна формуемого отвода. В устройстве для этой цели используется силовой элемент в виде эластичного цилиндрического вкладыша, размещенного в полости отвода матрицы.

При этом для тонкостенных алюминиевых заготовок значение диаметра меньшей ступени полости отвода матрицы определяется из неравенства где D „ „ — диаметр меньшей ступени 30 полости отвода матрицы;

D „„ - диаметр вкладыша, Для обоснования неравенств (1) и (2) были проведены эксперименты по продавливанию цилиндрических бужей из полиуретана марки СКУ-7Л диаметром 34,4 — 140 мм через проходные сечения кольцевых фильер. Результаты экспериментов и эскиз экспериментального приспособления показаны на 40 фиг. 2, причем по оси У отложено давление полиуретана, рассчитываемое как отношение усилия сопротивления проталкиванию к площади эластичного бужа, а по оси Х вЂ” деформация эластичного бужа где D D — соответственно дианап метры наполнителя и фильеры.

Неравенства (1) и (2) устанавливались на основании проведенных эк55 спериментов, а также значений, потребных для формообразования и подпора давлений и усилий, рассчитываемых по известным формулам.

Потребное для формообразования давление и„ определяют как

q = 0,13о + 1 15 ----- ° б

n g D 5 нап, где 0 — предел текучести материала заготовки.

При этом особотонкостенными считаем заготовки с толщиной стенки

S = 0,8 — 1,5 мм и наружным диаметром D = 30 — 140 мм.

При о /Пцрп =0 ° 01 — 0>03 особотонкостенных заготовок и 5 =9 кг/см (среднее значение для используемых на практике алюминиевых сплавов)

q „= 1 20 — 150 кг/см . Из фиг. 2 видно, что укаэанный диапазон давлений обеспечивается выбором фильеры с E. = =38 — 50K для всех используемых на практике значений диаметров наполнителей (34,4 — 140 мм).

Этому диапазону деформаций соответствует неравенство (1), Усилие подпора q „ определяют под, по фон мул е

Переходя к давлению в эластичном вкладыше узла подпора, получаем

4 6G пог, » > 6

Вк, Расчеты по формуле (4) дают

25 q „„, 80 (кг/см ), Из фиг. 2 видно, что указанный диапазон давлений в эластичном вкладыше узла подпора достигае тся при выполнении неравенства (2), Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Устройство для формовки полых изделий с отводами с использованием эластичного наполнителя, содержащее разъемную матрицу с полостью, эластичный наполнитель в виде цилиндра, установленные в полости матрицы пуансоны осадки и смонтированный в полости отвода матрицы узел подпора, состоящий из подпорного пуансона и силового элемента> представляющего собой легкодемпфируемый вкладыш, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения формовки тонкостенных заготовок и повышения качества, силовой элемент

13I0063

2. Устройство по п. I о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что полость отвода матрицы выполнена сквозной и двухступенчатой, при этом диаметр меньшей ступени полости находят нэ соотношения выполнен в виде цилиндра иэ эластичного материала, а в пуансонах осадки со стороны, обращенной к наполнителю, выполнены глухие цилиндрические компенсационные полости для выхода излишнего объема наполнителя, входной диаметр которых определяют из соотношения

0 5 — -а- -- — 0 65

De.п п, и, 1 ° 1

D кап где D — диаметр цилиндрической

8. поп, п компенсационной полости пуансона осадки; диаметр наполнителя.

10 ep D„„

- ди аметр меньшей с тупени полости отвода матрицы; — диаметр вкладыша.

0 нап у, наем

40

Составитель Н ° Слепцова

Редактор Н. Швыдкая Техред В.Кадар Корректор Г. Решетник

Заказ 820/7 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 I 3035, Москва, -35 Раушская наб., д. 4/5

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