Способ изготовления гибкой крутоизогнутых патрубков

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБКОЙ КРУТОИЗОГНУТЫХ ПАТРУБКОВ, преимущественно особо тонкостенных, при котором трубную заготовку с заключенным в ее полости наполнителем проталкивают через криволинейный ручей матрицы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества патрубка за счет устойчивого деформирования его передней кромки, входной конец трубной заготовки отбортовывают во внутрь на части поперечного сечения в зоне малого радиуса гиба.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, преимущественно к способам гибки элементов трубопровода с наполнителем через рабочий ручей матрицы, и может быть использовано в самолето- и судостроении, а также в других отраслях народного хозяйства.
Цель изобретения повышение качества патрубка за счет устойчивого деформирования передней кромки его.
На фиг. 1 изображена схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 показан вид трубной заготовки со стороны входного торца перед формообразованием; на фиг. 3 изображена исходная трубная заготовка с эластичным наполнителем перед выполнением операции отбортовки; на фиг. 4 трубная заготовка после выполнения операции отбортовки; на фиг. 5 отбортованная заготовка с эластичным наполнителем и эластичным буфером перед установкой в гильзу гидроцилиндра проталкивания пресса; на фиг. 6 отбортованная трубная заготовка, заполненная комбинированным наполнителем (эластичным в сочетании с легкоплавким).
Способ осуществляется следующим образом.
В трубную заготовку 1 устанавливают эластичный наполнитель 2 или размещают эластичные шайбы 3 в сочетании с легкоплавким наполнителем 4. Затем осуществляют отбортовку внутрь передней кромки 5 заготовки на части поперечного сечения в зоне малого радиуса гиба, смазывают наружную поверхность заготовки 1 и размещают последнюю в гильзе цилиндра проталкивания 6 пресса вместе с эластичным буфером 7. Изгибают заготовку проталкиванием усилием Р₁ через криволинейный рабочий ручей 8 штампа, состоящего из нижней 9 и верхней (на чертеже не показана) полуматриц. Буфер 7 сжимают усилием Р₂, которое воздействует одновременно на отбортованную кромку 5 входного торца трубной заготовки, создавая сжимающие меридиональные напряжения в зоне малого радиуса гиба.
Входной торец патрубка является наиболее опасной зоной для потери устойчивости материалом трубной заготовки (образование шейки, разрыв) из-за действия растягивающих напряжений в зоне малого радиуса изгиба.
Отбортовка входного торца в зоне малого радиуса изгиба вовнутрь создает опорную поверхность, на которую передается усилие подпора через эластичный наполнитель, и способствует возникновению сжимающих меридиональных напряжений в заготовке в процессе гибки.
Сжимающие меридиональные напряжения уменьшают по абсолютной величине растягивающие напряжения на кромке заготовки, возникающие в зоне малого радиуса изгиба, и препятствуют тем самым разрушению входного торца изгибаемой трубной заготовки.
П р и м е р. Проводилась гибка партии из 20 шт. Из трубной заготовки диаметром D 100 мм, толщиной стенки 1,0 мм и длиной 400 мм из алюминиевого сплава АМг-3М изготавливали крутоизогнутый патрубок диаметром D 100 мм и радиусом изгиба R_ср 1,0 D с прямыми участками на концах 20 мм и углом изгиба 90^о.
На переднем торце заготовки выполнялся технологический скос, внешняя поверхность трубы покрывалась лаком ХВЛ, заготовка заполнялась легкоплавким наполнителем (парафином). На переднем торце устанавливали набор резиновых пластин, отбортовывали передний торец в зоне малого радиуса изгиба по внутреннему контуру обстукиванием киянкой с получением максимальной высоты борта Н_макс 10 мм. Устанавливали трубную заготовку в гильзу цилиндра проталкивания пресса и производили гибку на заданный размер.
Высоту борта Н_макс следует назначать из соображений создания усилия подпора определенной величины на передней кромке в зоне малого радиуса изгиба в процессе проталкивания трубной заготовки через криволинейный канал матрицы в зависимости от механических характеристик, толщины применяемого материала трубной заготовки, а также от величины создаваемых сжимающих напряжений. При увеличении высоты борта возрастает и площадь опорной поверхности, на которую передается усилие подпора, следовательно, напряжения сжатия, создаваемые на торце, уменьшаются по абсолютной величине. Поэтому целесообразно отбортовывать на меньшую величину переднюю кромку у трубных заготовок, материал которых является малопластичным, так как для его устойчивого деформирования необходимо создать большие по абсолютной величине сжимающие напряжения на передней кромке в зоне малого радиуса изгиба.
Обычно величина относительного радиуса отбортовки для трубных заготовок из алюминиевых сплавов с толщиной стенки 1-1,5 мм и диаметром 80-120 мм составляет R/d_зат 0,3-0,45. Это соответствует высоте борта 4-12 мм, где R радиус отбортовки.
Технико-экономический эффект обеспечивается за счет сокращения брака и расширения номенклатуры изготовляемых крутоизогнутых особо тонкостенных патрубков.
Изобретение относится к обработке металлов давлением, преимущественно к способам гибки элементов трубопровода с наполнителем проталкиванием через рабочий ручей матрицы, и может быть использовано в самолето- и судостроении, а также в других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение качества патрубка за счет устойчивого деформирования передней кромки его. Входной конец трубной заготовки отбортовывают вовнутрь на части поперечного сечения в зоне малого радиуса гиба, отбортованная поверхность в процессе гибки воспринимает сжимающее усилие подпора через эластичный накопитель. При этом в заготовке при проталкивании возникают сжимающие напряжения, устраняющие потерю устойчивости передней кромки заготовки. 6 ил.