Способ получения деталей типа плоских фланцев с внутренней горловиной

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано, в частности, для получения фланцев с горловиной в качестве готового изделия или полуфабриката под дальнейшую штамповку или механическую обработку. Используется цилиндрическая трубная заготовка, которая с помощью совмещения операций обжима и раздачи деформируется сначала в конус, а потом - в плоское кольцо. Высота исходной заготовки "H" определяется из приведенного соотношения. Такая совокупность признаков обеспечивает экономию металла. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано, в частности, для получения фланцев с горловиной в качестве готового изделия или полуфабриката под дальнейшую штамповку или механическую обработку.

Известен способ получения фланцев с внутренней горловиной, включающий получение плоского кольцевого полуфабриката и его деформацию отбортовкой отверстия.

Технический результат изобретения заключается в экономии металла.

Этот технический результат достигается за счет того, что в способе получения фланцев с внутренней горловиной, включающем получение плоского кольцевого полуфабриката и его деформацию отбортовкой отверстия, плоский кольцевой полуфабрикат получают из цилиндрической трубной заготовки путем деформации ее в конус посредством совмещения операций обжима и раздачи, а затем в плоское кольцо, при этом высоту исходной трубной заготовки Н, определяют из соотношения: H где K S1= S (2) S2= S (3) R наружный радиус фланца; r радиус горловины; h высота горловины; R_o радиус заготовки; S_о толщина исходной заготовки.

При деформации конуса в плоское кольцо раздачу или обжим заготовки могут ограничивать.

На фиг. 1 изображена деталь; на фиг. 2 схема получения промежуточного конического полуфабриката; на фиг. 3 схема получения плоского кольца с ограничением операции раздачи; на фиг. 4 схема получения плоского кольца с ограничением операции обжима; на фиг. 5 схема отбортовки; на фиг. 6 расчетная схема для вывода формулы.

Способ осуществляется следующим образом.

Цилиндрическую трубную заготовку, которую получают отрезая от трубы или сгибая и сваривая полосу, деформируют в конус, совмещая операции обжима и раздачи в одном переходе.Для повышения точности и следовательно уменьшения расхода металла на механическую обработку одна из операций обжим или раздача может быть ограничена введением упорного бурта на матрице или пуансоне соответственно. Полученный конус деформируется в плоское кольцо также с помощью совмещения операций обжима и раздачи, при этом степень раздачи или обжима может быть ограничена. После этого полученное кольцо 1 устанавливается на матрицу 2, прижимается прижимом 3 (в некоторых случаях в прижиме нет необходимости и он может отсутствовать) и с помощью пуансона 4 на нем отбортовывается горловина.

Формула (1) получена из следующих соображений.

Выделим на плоском кольце (фиг.6) элемент длиной dL. Первоначально длина этого элемента была dL^о (фиг.2). При деформации объем элемента не изменился, что можно записать в виде:
2 π R_oS_odL^o 2 π ρSdL, (4) где R_о радиус исходной заготовки;
S_о толщина исходной заготовки;
ρ- текущий радиус элемента кольца;
S текущая толщина элемента кольца. Отсюда
dL^o ρSdL/(R_oS_o). (5)
Изменение длины элемента в результате деформирования равно
dl dL^o dL. (6)
Подставляя (5) в (6) и учитывая, что dL d ρ получим:
dl ( ρ S/R_oS_o 1)d ρ (7)
Для определения суммарного изменения длины образующей Δ l заготовки выражение (7) необходимо проинтегрировать в пределах от r1 до R, но для этого надо знать закон изменения толщины кольца в функции радиуса. С достаточной для практики точностью можно принять, что толщина кольца изменяется по линейному закону от максимальной толщины S1 в зоне обжима до минимальной S2 в зоне раздачи. Тогда из геометрических соображений получим:
S S1 K( ρ r1), (8) где K (S1 S2)/(R r1).

Значения S1 и S2 можно определить по формулам (2) и (3). Толщина заготовки выбирается исходя из требований к толщине фланца, т.е. величина S2, рассчитанная по формуле (3) не должна быть меньше толщины фланца. В том случае, когда требования по толщине жесткие, осадку конуса в плоское кольцо совмещают с подчеканкой или требуемую толщину получают механической обработкой после деформации. Во многих случаях требования по толщине фланца менее жесткие и выбор толщины S_о еще более упрощается, т.е. принимается толщина того металла (листа или трубы), который есть в наличии.

Проинтегрировав (7) с учетом (8) получим суммарное изменение длины образующей заготовки:
Δl - R -r1 (9)
Длина (высота) исходной заготовки получится, если к длине образующей кольца L R r1 прибавить Δ l, отсюда
H (10)
Если принять, что длина отбортованной горловины равна ширине отбортовываемой части заготовки, т.е. r r1 + h и подставить это в выражение (10), получим формулу (1).

П р и м е р. Штамповали фланец с горловиной с размерами R 160 мм, r 110 мм, h 10 мм. Выбрали заготовки диаметром 260 мм и приняли ее толщину S_о 4 мм. По формуле (1) определили высоту исходной заготовки Н 60,6 мм. Проведя штамповку, получили годное изделие.

Формула изобретения

1. Способ получения деталей типа плоских фланцев с внутренней горловиной, включающий получение плоского кольцевого полуфабриката и его деформацию отбортовкой отверстия, отличающийся тем, что плоский кольцевой полуфабрикат получают из цилиндрической трубной заготовки путем деформации ее в конус посредством совмещения операций обжима и раздачи, а затем в плоское кольцо, при этом высоту H исходной трубной заготовки определяют из соотношения

где


R наружный радиус фланца;
r радиус горловины;
h высота горловины;
R_о радиус заготовки;
S_о толщина исходной заготовки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при деформации конуса в плоское кольцо раздачу заготовки ограничивают.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при деформации конуса в плоское кольцо обжим заготовки ограничивают.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6