Способ формообразования полых осесимметричных деталей

 

Использование: обработка металлов давлением при получении тонкостенных элементов трубопроводных систем путем холодной штамповки трубчатых заготовок с использованием давления эластичной среды. Сущность изобретения: трубчатую заготовку с эластичным наполнителем в форме цилиндра помещают в разъемную матрицу, затем посредством пуансонов, воздействующих в осевом направлении на торцы заготовки и наполнителя, производят их осадку с различными скоростями, при этом соотношение между скоростью осадка наполнителя и скоростью осадка заготовки выбирают из приведенного соотношения. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к холодной штамповке с использованием давления эластичной среды, и может быть использовано при получении тонкостенных элементов трубопроводных систем.

Известен способ изготовления полых изделий с отводами типа тройников и крестовин из трубной заготовки, включающий формовку внутренним давлением и торцевую осадку заготовки, при котором вначале на заготовке формуют выпучину отвода при повышенном внутреннем давлении, которое затем уменьшают в 1,5 2 раза, и окончательную формовку изделия осуществляют преимущественно торцевой осадкой заготовки [1] Снижение внутреннего давления при окончательной формовке отвода позволяет уменьшить контактное давление между заготовкой и матрицей и предотвратить значительное утонение стенки отвода.

Однако поскольку величина внутреннего давления является функцией величины осадка эластичного наполнителя, то в случае формовки изделий, например осесимметричных, у которых формообразование заготовки сопровождается увеличением объема ее внутренней полости, снижение внутреннего давления будет сопровождаться уменьшением величины смещаемого объема наполнителя. Это приводит к недоформовке и складкообразованию при окончательной формовке изделия.

Известен способ формообразования осесимметричных деталей, включающий раздачу и одновременное осевое сжатие трубчатой заготовки с эластичным наполнителем, при котором недостающий объем эластичного наполнителя, образующийся за счет увеличения объема заготовки, пополняется путем осадки дополнительного эластичного материала [2] В известном способе одновременность приложения радиальных раздающих и осевых сжимающих усилий предотвращает образование складок (потерю устойчивости материала заготовки).

Однако в известном способе недостающий эластичный наполнитель подается по завершении осевой осадки заготовки, и следовательно, формообразование в процессе осевой осадки сопровождается недостатком объема эластичного наполнителя. В результате возможно получение качественных деталей с небольшим коэффициентом раздачи.

Предлагаемый способ позволяет расширить номенклатуру изготовляемых деталей, предотвращая потерю устойчивости материала заготовки из-за недостатка наполнителя, при формообразовании деталей с высоким коэффициентом раздачи.

Технический результат изобретения достигается тем, что в известном способе формообразования полых осесимметричных деталей раздачей, включающем осевую осадку трубчатой заготовки с эластичным наполнителем в штампе, осадку заготовки и наполнителя производят с различными скоростями, определяя соотношение между ними из условия v_н/v_з= Δv_н/Δv_з (1), где V_н скорость осевой осадки наполнителя; N_з скорость осевой осадки заготовки; относительное изменение объема наполнителя на участке раздачи детали; V_п.д. объем полости детали на участке раздачи; V_п.т. объем полости заготовки длиной, равной высоте участка раздачи; относительное изменение объема материала заготовки на участке раздачи;
V_д объем материала детали на участке раздачи;
V_т объем заготовки длиной, равной высоте участка раздачи.

Осевая осадка трубчатой заготовки и эластичного наполнителя с различными скоростями, при соотношении между ними (1), позволяет пополнять объем наполнителя в соответствии с изменением объема полости заготовки по мере ее формообразования.

На чертеже изображена схема формообразования осесимметричной детали: слева трубчатая заготовка с эластичным наполнителем перед осевой осадкой; справа отформованная деталь.

Способ осуществляется следующим образом.

Трубчатую заготовку 1 с эластичным наполнителем 2 в виде цилиндра помещают в разъемную матрицу 3, при этом геометрические параметры заготовки и наполнителя выбирают из условия равенства объема соответственно детали и ее внутренней полости. Затем к торцам заготовки 1 и наполнителя 2 подводят соответствующие пуансоны осевого сжатия 4,5 и начинают под действием осевых усилий их осаживать с различными скоростями, при этом соотношение между скоростью осадка наполнителя U_н и скоростью осадки заготовки U_з выбирают из соотношения (1).

Например, при формообразовании из трубчатой заготовки ⊘ 80 мм с толщиной стенки 1 мм детали переходника 100 х 80 с длиной участка раздачи 82 мм осевую осадку наполнителя и заготовки осуществляют при соотношении скоростей U_н/U_з 2,3.

Формула изобретения

Способ формообразования полых осесимметричных деталей раздачей, включающий осевую осадку трубчатой заготовки с эластичным наполнителем в штампе, отличающийся тем, что осадку заготовки и наполнителя производят с различными скоростями, определяя соотношение между ними из условия
V_н/V_з= ΔV_н/ΔV_з,
где V_н скорость осевой осадки наполнителя;
V₃ скорость осевой осадки заготовки;
ΔV_н- относительное изменение объема наполнителя на участке раздачи;

V_п.д объем полости детали на участке раздачи;
V_п.т объем полости заготовки длиной, равной высоте участка раздачи;
ΔV_з относительное изменение объема материала заготовки на участке раздачи;

V_д объем материала детали на участке раздачи;
V_т объем заготовки длиной, равной высоте участка раздачи.

РИСУНКИ

Рисунок 1