Способ получения полых изделий из трубчатых заготовок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (И) 7622 А 1 л) 4 В 21 Р 26/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТВУ ДЕТ ВТОР СКОМ аллов УральскоСРБ. И. Каменец. Ф. Бабин тво СССР /00, 1985.ИЯ ПОЛЫХ ИЗ 1 Х ЗАГОТОВОК тся к обработке частности к спорессования полых готовок. Цель ких возможностей Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт физики мего научного центра АН СС(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНДЕЛ ИЙ ИЗ ТРУБЧАТЪ(57) Изобретение относиметаллов давлением, всобам гидростатического пизделий из трубчатых зарасширение технологичес за счет возможности получения изделий со шлицами и улучшение качества за счет обеспечения равномерной деформации. Пос. ле установки заготовки в контейнер выполняют раздачу концевых участков трубчатой заготовки, а затем - обжим средней части на оправке жидкостью под давлением. Изделие выполняют с периметром внутренней продольной части на 0,5200 меньше периметра внутренней поверхности заготовки при отношении толщины стенки к диаметру заготовки 0,0350,044. В начальный момент обжима средней части прикладывают внешний радиальный механический подпор. Дробление огранки при обработке данным способом благотворно сказывается на равномерность заполнения всех впадин профиля. 8 ил.Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам гидростатического прессования полых изделий из трубчатых заготовок.Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обеспечения получения изделий со шлицами и улуцшение качества за счет обеспечения равномерной деформации.Способ получения новых изделий включает механическую раздачу пуансонами концевых участков заготовки со степенью деформации 0,55 О," с герметизацией полости заготовки, обжим средней цасти заготовки на оправке жидкостью под давлением, при обжиме изделия выполняют с периметром внутренней профильной части на 0,52 Я; меньше периметра внутренней поверхности заготовки при отношении толщины стенки к диаметру заготовки 0,0350,044, а в начальный момент обжима средней части прикладывают высший радиальный механицеский подгор.На фиг. 1 показано устройство для осуществления способа в момент установки заготовки в контейнер; на фиг. 2 - то же, з момент окончания зроесса прессования; на фиг. 3 - 5 - заготозка соотзетственно до обжима, в начальный момент и в конечый момент обработки при обработке известным способом; на фиг. 6 - 8 -- то же, соответственно до обжима, в начальный момент и в конечный момент обработки при обработке предлагаемым способом.Устройство для осуществления способа состоит из плунжерас уплотениями, скрепленного с плунжером формующего пуансопа 2 с калибрующим пояском 3 и профилированной рабочей цастью 4, верхнего контейнера 5, разьемной втулки 6 с продольными пазами на внутреизей поверхности для прохода жидкости, пуансона 7 с калибрующим пояском 3, который крепится к торцу штампа 8, снабженного уплотнениями, нижнего контейнера 9. Штамп 8 снабжен продольными отверстиями для сообщения полостей контейнеров и хвостовиком. Хвостовик штампа 8 соединен с гидроцилиндром или пневмоцилиндром 10 для установки штампа 8 в верхнее положение. Контейнеры 5 и 9 крпятся к столу пресса 11 а плунжер 1 скреплен с ползуном пресса.Для удобства загрузки заготовки 12 и извлечения готового изделия 13 съемником 14 раз ьем ная втулка 6 снабжена двумя шарнирами 15 и кол ьцевой пружиной 16. Устройство работает следующим образом.В исходном положении плунжер 1 запимает крайнее верхнее положение, штамп 8 опирается на нижний торец верхнего контейнера 5, прижимаясь к ней с определенным усилием от пневмоцилиндра 10. В этот момент трубная заготовка 12 вставляется в разъемную втулку 6, затем плунжер 1 опуска 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 ется, заготовка 12 центрируется совместно с охватывающей ее разъемной втулкой в канале контейнера 5 и достигает пуансона 7, Формующий пуансон 2 своей конической поверхностью прижимает заготовку 12 к конической поверхности пуансона 7. Длина калибрующего пояска 3 пуансона 7 меньше, чем у пуансона 2, поэтому заготовка 2 сначала деформируется на пуансоне 7 до упора в торец штампа 8, а затем деформируется на пуансоне 2. При раздаче краевых участков трубы до смыкания пуансонов 2 и 7 штамп 8 неподвижен, так как усилие, передаваемое пневмоцилиндром 10, больше усилия запрессовки пуансонов 2 и 7.При дальнейшем опускании плунжера 1 преодолевается усилие пневмоцилиндра 10, штамп 8 начинает оускаться. По мере движения штампа 8 по каналу контейнера 9 рабочая жидкость по продольым каналам штампа 8 перетекает в верхнюю полость контейнера и заполняет пространство между плупжером 1 и штампом 8, не попадая в полость трубы, ограниченную калибрующими поясками пуансонов 2 и 7. Затем давление жидкости повышается и сжатая жидкость воздействует на наружнукз поверхность заготовки2 и участки за калибрующими поясками 3 пуансонов 2 и 7. Проникновение жидкости в полость заготовки, в которой разме 1 еза профилированная рабочая часть 4 пуансона 2, предотвращается, так как контактные напряжения на поясках и конической части огзравок выше давления жидкости благодаря выполнснио предварительной запрессовки заготовки на оправках. При этом степень деформации 0,5 - .5",г концов заготовки на оправках обеспечивает надежную герметизацию полости за готовки 12 и после возрастания давления до рабочего. При достижеии необходимого давлеия жидкости ачинается пластическая деформация, обжим заготовки, и ее внутренняя поверхность повторяет коигур профилированной рабочей части 4 пуансона 2Благодаря ра;земной втулке 6, плотно прилегающей в начальный момент к деформируемому участку трубы, деформация идет с круга в ятигранник и далее в шлицевой вал, что улучшает параметры процесса. В процессе деформации длина трубной заготовки сохраняется. Не меняется и толщина стенки, так как периметр профилированной части 4 пуансона 2 выбирается меньше внутреннего периметра трубной заготовки не более, цем на 2 О/, необходимые для полного заполнения профиля рабочеи части оправки и устранения остаточных гофров. После окончания деформации заготовки лунжер 1 удаляется из контейнера, причем готовое изделие 13 остается на пуансоне 2, так как сила трения материалов на профилированной части 4 пуансона 2 выпе, чем на калибрующем пояске 3 пуансона 7.фор,иула изобретения 35 40 45 Штамп 8 устанавливается в исходную позицию пневмоцилиндром 10 и при его движении вверх жидкость через продольные каналы засасывается в полость контейнера 9.Плунжер 1, продолжая движение вверх, извлекает изделие из канала контейнера. Съемник 14 в виде вилки, аналогичный известному, охватив изделие за нижнюю коническую поверхность, снимает его со шлицевой части пуансона 2. При этом разъемная втулка 6, раскрываясь благодаря шарниру 15, не препятствует извлечению. После того, как изделие покинуло полость разъемной втулки, обе ее части вновь смыкаются под воздействием кольцевой пружины 16. Для повторения цикла прессования заготовку вводят в полость разъемной втулки 6, где она удерживается в процессе хода вниз до соприкосновения заготовки с пуансоном 7. Таким образом, изготавливают полые детали сложного профиля из трубчатой заготовки за один цикл создания давления.Способ был осуществлен применительно к карданным валам автомобиля КамАЗ. В качестве заготовок использовались стальные горячекатанные трубы длиной 360 мм с толщиной стенки 4 мм. Диаметры труб следующие: внутренний 89 - 90, наружный 97 - 98 мм,В случае, когда внутренний диаметр трубы равнялся периметру шлицевой части оправки, не удавалось добиваться полного заполнения впадин между выступами оправки, что хорошо заметно визуально, если смотреть напросвет изделие с оправкой. Увеличение внутреннего диаметра заготовки для наружного вала на 1 мм увеличивало его периметр на 3 мм с лишним, этого было достаточно, чтобы получить качественное изделие. Таким образом, меняя в пределах нескольких миллиметров внутренний параметр заготовки, при штамповке добивались идеального заполнения шлицевой оправки.Заготовки деформировались жидкостью высокого давления в контейнере диаметром 110 мм, установленном на прессе усилием 10000 кН.При прессовании валов без наружной под держки наблюдалось первоначальное образование трехгранности трубы, причем трехгранник равносторонний, одна из вершин которого острее и выдается сильнее за первоначальный периметр. При допрессовке имен 5 1 О 15 20 25 30 но это место заготовки хуже всего заполняет шлицевую оправку, и для выравнивания необходимо высокое давление, так как металл здесь наклепывается сильнее всего, Прессование наблюдали на разных стадиях, осматривая и замеряя заготовку через каждые 20 - 30 МПа. Аналогично прослеживали процесс прессования с жесткой поддержкой наружной части трубы с помощью разъемной втулки. При давлении 20 МПа труба огранилась в пятигранник. При достижении 200 МПа изделие сформировалось полностью, что подтвердили визуальные наблюдения трубы и оправки в сборе на просвет и последующие измерения.Шлицевые части оправок для двух типоразмеров заготовок были рассчитаны таким образом, чтобы готовые изделия составили разъемный карданный вал,Таким образом, использование предлагаемого способа гидростатического прессования полых шлицевых валов из трубчатых заготовок по сравнению с существующим способом гидростатического прессования обеспечивает сокращение трудоемкости изготовления, снижение рабочих давлений в 3 - 4 раза, повышение точности получаемого профиля, а по сравнению с известными технологиями изготовления карданных валов методами резания предлагаемый способ обеспечивает повышение производительности в 5 - 6 раз, сокращение расхода металла на 70 - 80 Я, снижение веса изделия на 40 - 50 Я. Способ получения полых изделий из трубчатых заготовок, включающий механическую раздачу пуансонами концевых участков трубчатой заготовки со степенью деформации 0,55,0 Я с герметизацией полости заготовки, обжим средней части заготовки на оправке жидкостью под давлением, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения получения изделий со шлицами и улучшения качества изделий за счет обеспечения равномерной деформации при обжиме, изделие выполняют с периметром внутренней профильной части на 0,52 Я меньше периметра внутренней поверхности заготовки при отношении толщины стенки к диаметру заготовки 0,0350,044, а в начальный момент обжима средней части прикладывают внешний радиальный механический подпор.п арственного ко3035, Москвао-полиграфиц Составитель А. Гузь Текред И. Верес Коррек Тираж 709 Подпис митета СССР по делам изобретен Ж - 35, Раушская наб., д. 4,5 ское предприятие, г. Ужгород, ул тор В. Бутяга ноеий и открыти Проектная. 4