Способ изготовления сферических шарнирных соединений и штамп для его осуществления

(22) Заявлено 19.07.76 (21) 2392919/25-27с присоединением заявки че(088.8) ло делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 30.04.79(2) Авторы изобретения Г. К. Крыжный, Ю, Г. Мацукин, М. Л. Трилесский,М. П. Трофимов и А. Д. Тумасов Харьковский авиационный институт и Ташкентское авиационное производственное объединение им. В, П. Чкалова(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ШАРНИРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ШТАМП ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам получения изделий из труб раздачей, например шарнирных сферических соединений.дИзвестен способ изготовления сферических шарнирных соединений, в котором вначале получают раздачей одного конца полой заготовки по матрице наружный элемент соединения, а затем по внутренней по верхности последнего формуют второй элемент также раздачей 11.Однако такой способ не обеспечивает получения достаточно качественного соединения из-за упругой деформации формуемых 15 элементов.Известен также способ изготовления сферических шарнирных соединений, включающий формовку раздачей внутренним давлением элемента в матрице штампа со сфе рической центральной частью, переходящей в цилиндрическую по краям, разрезку этого элемента в плоскости, перпендикулярной его оси, и последующую формовку раздачей второго элемента, помещенного в по лость двух элементов, полученных после разрезки 2.Однако необходимость применения самостоятельной операции разрезки наружного нию трудоемкости изготовления соединений и, кроме того, зазор, ооразуемый между этими частями при рормовке второго (внутреннего) элемента, ухудшает качество соединения.Цель изобретения - повышение качества соединения и сокращение трудоемкости изготовления изделии.Для этого загоговку наружного соединения элемента в конечиой стадии формовки разрезают в штампе в плоскости, перпендикулярнои ее продольнои оси, второи внутрениии элемент соединения формуют внутри первого в ступенчатой матрице штампа.Способ осуществляется в штампе, отличающемся от известного тем, что одна из половин штампа выполнена сменнои и содержит полуматрицы первого и второго переходов штамповки, при этом полуматрица первого перехода состоит из двух частеи, одна из которых выполнена в виде кольца, имеющего режущую кромку, а у полуматрицы второго перехода сферическая поверхность выполнена ступенчатои с высотой сгупени, равной толщине стенки формуемого элемента, и ее разъем расположен в однои плоскости с полуматрицеи первого перехода, а кольцо с режущей кромкой является общим для обоих переходов,т тулучшает процесс среза.Штамп подсоединяют к гидравлической камере пресс-пушки (на чертежах не пока зана), полость заготовки 6 заполняют передающей рабочей средой, например водой, одновременно с заполнением камеры пресс- пушки, и динамическим давлением формуют заготовку по матрице с одновременной 45 50 55 60 3штамп и первый переход штамповки; на фиг. 2 - второй переход; на фиг. 3 - сферическое шарнирное соединение.Штамп состоит из сменных полуматриц со сферическими рабочими полостями, переходящими в цилиндр, и разъемом в диаметральной плоскости сферы, перпендикулярной его продольной оси. Нижняя полу- матрица 1 является общей для первого и второго переходов штамповки, ее сферическая полость выполнена по радиусу наружной поверхности внешнего элемента соединения 2.Вторая полуматрица первого перехода выполнена составной с нижней частью 3 в виде кольца с высотой, равной расстоянию от плоскости торца внешнего элемента 2 до центра сферы, и режущей верхней кромкой А, над которой в верхней части 4 полуматрицы выполнена выточка Б,Верхняя полуматрица 5 второго перехода выполнена по сфере ступенчатой с радиусами, соответствующими наружным поверхностям внешнего и внутреннего элементов соединения с высотой ступени, равной толщине стенки элемента соединения,Способ заключается в следующем, Трубную заготовку 6 из стали Х 18 Н 10 Т диаметром 100 мм, длиной 100 мм и толщиной стенки 1,5 мм в холодном состоянии вставляют в полуматрицу 1, на которую укладывают кольцо 3 с режущей кромкой А, а сверху помещают верхнюю часть полуматрицы первого перехода 4 с выточкой Б.В заготовку 6 вводят изолирующий эластичный элемент 7, который на первом переходе не обязателен, однако он несколько резкой ее по кромке А нижней части 3 верхней полуматрицы до получения наружного элемента 2 соединения.Затем штамп разбирают - снимают верхнюю часть полуматрицы первого перехода 4, убирают кольцо 3, оставляя наружный элемент 2 в полуматрице 1, на которую устанавливают полуматрицу второго перехода 5. При этом внутренняя поверхность наружного элемента 2 и сферическая поверхность полуматрицы 5 составляют единую сферическую поверхность, по которой производится формовка внутреннего элемента, в месте стыка кромки элемента 2 и сферической поверхности полуматрицы 5 зазор отсутствует.В полуматрицу 5 вводят заготовку 8 до упора в наружный элемент 2. Внутрь вводят изолирующий эластичный элемент 7,5 10 15 20 25 ЗЭ 35 4бы жидкость не попадала в полость между заготовкой 8 и элементом 2. Штамп подсоединяют к гидравлической камере пресс- пушки и полость заготовки 8 заполняют жидкостью, Производят нагружение жидкости динамическим давлением, Заготовка 8 форм уется по сферической поверхности внешнего элемента 2 и полуматрицы 5 до получения внутреннего элемента соединения 9, после чего штамп разбирают и извлекают готовое соединение.Необходимо отметить, что предварительно на контактирующие поверхности обычно наносится слой дисульфита молибдена для обеспечения плавности и легкости поворота элементов. Сферическая поверхность матрицы корректируется с учетом утонения материала внешнего элемента. Применение предлагаемого способа и устройства позволяет получать сферические шарнирные соединения высокого качества с плавным взаимным поворотом элементов, практически без осевого люфта и с минимальным зазором между элементами соединения, определяемым толщиной смазочного слоя, что обеспечивает герметичность соединения. При этом соединения могут изготавливаться из труднодеформируемых, прочных материалов с толщиной стенок до 1,5 - 2,0 мм,Формула изобретения1, Способ изготовления сферических шарнирных соединений из полой заготовки, включающий формовку в штампе давлением передающей среды наружного и внутреннего элементов соединения по сферической полости матрицы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения и сокращения трудоемкости изготовления, заготовку наружного соединения элемента в конечной стадии формовки разрезают в штампе в плоскости, перпендикулярной ее продольной оси, второй внутренний элемент соединения формуют внутри первого в ступенчатой матрице штампа.2. Штамп для осуществления способа по п. 1, содержащий сферическую рабочую полость, переходящую в цилиндрическую, и выполненный из двух половин с разъемом в плоскости, перпендикулярной продольной оси штампа, отличающийся тем, что одна из половин штампа выполнена сменной и снабжена установленными в ней полу- матрицами первого и второго переходов штамповки, при этом полуматрица первого перехода состоитиз двух частей, одна из которых выполнена в виде кольца, имеющего режущую кромку, а у полуматрицы второго перехода сферическая поверхность выполнена ступенчатой с высотой ступени, равной толщине стенки формуемого элемен1 з 59250 г Составите,ь М. Жильцов1 е,икаор Н. Острова Корректоры: И. Позияковская и Т. Добровольская Полписиорывший Заказ 690 4 11 зт 6 263 Тираьк 10341 ПО Госуларлвеииосо к,:., и е а О:ГР по делам изобретеиий113035, Москва, Ж, Раунскак иаб., д. 4 5 г. 3. Штамп по п. 2, отл и ч а ю щи й с я тем, что полуматрица второго перехода выполнена с разъемом в той же плоскости, что и полуматрица первого перехода. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ1233222, 47 13, 1964,2. Патент США3376633, кл, 29 в 4,5 1969.