Устройство для получения полых изделий с внутренним фланцем из трубчатых заготовок

(51) 5 В ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Киевский политехнический институт им50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССРМ 1637933, кл, В 21 К 21/08, 1989.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ С ВНУТРЕННИМ ФЛАНЦЕМ ИЗ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК(57) Использование: для изготовления полых изделий с внутренним фланцем в сред ней части из трубчатых заготовок путем осадки и раздачи, Сущность изобретения: трубчатая заготовка 19 устанавливается в секционную матрицу 6. На первой стадии пуансоном 9 осуществляют деформирование заготовки 19 путем ее осадки и одновременного радиального выдавливания металла ее стенок в круговую поперечную полость, образованную деформирующими поверхностями твердосплавных колец 5 и 13 и подпружиненного кольца 4. Окончательное формообразование внутреннего фланца осуществляется при нагружении и перемещении многосекционного пуансона 11 и дополнительного многосекционного пуансона 12. 3 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к обработке металлов давлением,. в частности к устройствам для изготовления полых изделий с внутренним фланцем в средней части из трубчатых заготовок путем осадки и раздачи.Известно устройство для получения полых изделий с внутренним фланцем из трубчатых заготовок, содержащее нижнюю плиту, центральный ступенчатый, шток с цилиндрическими и расширяющимся к нижней плите коническим участками, подпружиненное кольцо, охватывающее центральный шток, твердосплавное деформирующее кольцо, опирающееся на подпружиненное кольцо, секционную матрицу, обойму, выталкиватель, наружный деформирующий пуансон, внутренний пуансон, установленный с возможностью взаимодействия с охватывающим верхнюю часть центрального штока и опирающимся на твердосплавное деформирующее кольцо многосекционным пуансоном, каждая секция которого установлена с возможностью возвратно-поступательного радиального перемещения.Недостатком известного устройства является невозможность получения изделий с фланцем в средней части,.Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства за счет получения изделий с фланцем в средней части. Поставленная цель достигается тем, что устройство для получения полых изделий с внутренним фланцем из трубчатых заготовок, содержащее нижнюю плиту, центральный ступенчатый шток с цилиндрическими и расширяющимся к нижней плите коническим участками, подпружиненное кольцо,охватывающее центральный шток, твердосплавное деформирующее кольцо. опирающееся на подпружиненное кольцо, секционную матрицу, обойму, выталкиватель, наружный деформирующий пуансон внутренний пуансон, установленный с возможностью взаимодействия с охватывающим верхнюю часть центрального штока и опирающимся на твердосплавное деформирующее кольцо многосекционным пуансоном, каждая секция которого установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения, снабжено охватывающими подпружиненное кольцо дополнительным многосекционным пуансоном и дополнительным твердосплавным деформирующим кольцом, при этом дополнительный многосекционный пуансон одним своим торцом установлен на нижней плите, а другим торцом, выполненным с радиальными выемками, обращен к основному твердосплавному деформирующему кольцу, доп ол нител ьное твердоспла вное деформирующее кольцо расположено на торце дополнительного многосекционного пуансона с радиальными выемками, на поверхности дополнительного твердосплавного деформирующего кольца, обращенной к торцу дополнительного многосекционного пуансона, выполнены выступы, соответствующие радиальным выемкам последнего и взаимодействующие с ними, на центральном штоке в зоне контакта с основным многосекционным пуансоном выполнены осевые пазы, а на основном многосекционном пуансоне выполнены соответствующие им и взаимодействующие с ними выступы, на наружной поверхности подпружиненного кольца выполнен сужающийся к нижней плите штампа конический участок с углом наклона поверхности, равным углу наклона поверхности конического участка центрального штока, а на внутренней поверхности дополнительного многосекционного пуансона, охватывающей подпружиненное кольцо, также выполнен конический участок, соответствующий коническому участку подпружиненного кольца, причем длины выступов основного многосекционного пуансона и длины выступов дополнительного твердосплавного деформирующего кольца превышают величину хода многосекционных пуансонов.Преимуществом устройства является возможность получения полых изделий с внутренним кольцевым фланцем, расположенным на любом расстоянии от торцовой поверхности заготовки.Выполнение на наружной поверхности подпружиненного кольца конического участка с углом наклона поверхности, равным углу наклона поверхности конического участка центрального штока, позволяет использовать это кольцо в качестве промежуточного элемента, передающего усилие деформирования дополнительному многосекционному пуансону и дополнительномуу твердоспла вному деформирующему кольцу с достижением равных ходов (рабочих) основного и дополнительного многосекционных пуансонов, Выполнение на внутренней поверхности основного многосекционного пуансона выступов, плоскость нижней поверхности которых совпадает с плоскостью нижней торцовой поверхности этого пуансона, а на центральном штоке соответствующих им и взаимодействующих с ними осевых пазов обеспечивает передачу усилия деформирования дополнительному многосекционному пуансону и10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дополнительному твердосплавному деформирующему кольцу без существенного уменьшения длины образующей конической поверхности центрального штока и, как следствие, площади поверхности сопрякения конических участков центрального штока и основного многосекционного пуансона, а также без разрушения основного твердосплавного деформирующего кольца. Выполнение на верхнем торце дополнительного многосекционного пуансона радиальных выемок, а на обращенной к этому торцу поверхности дополнительного твердосплавного деформирующего кольца выступов, соответствующих упомянутым выемкам и взаимодействующих с последними, позволяет осуществлять деформирование фланца без уменьшения площади контакта наружной поверхности дополнительного многосекционного пуансона с заготовкой и одновременно снизить вероятность разрушения дополнительного твердосплавного деформирующего кольца, за счет уменьшения площади свободной поверхности последнего (не сопряженной с верхней торцовой поверхностью дополни-, тельного многосекционного пуансона), в процессе деформирования, Превышение длинами упомянутых выступов величины рабочего хода многосекционных пуансонов обеспечивает постоянное размещение этих выступов в соответствующих им выемках и пазах, что исключает эаклинивание деформирующих инструментов устройства.На фиг.1 приведена конструктивная схема предлагаемого устройства (разрез А- А на фиг.З); на фиг,2 - разрез Б - Б на фиг,1; на фиг,З; - разрез В - В на фиг,1.Устройство содержит нижнюю плиту 1, центральный ступенчатый шток 2 с цилиндрическими и расширяющимся к нижней плите 1 коническим участками, подпружи ненное упругим элементом 3 кольцо 4, охватывающее центральный шток 2, твердосплавное деформирующее кольцо 5,. опирающееся на подпружиненное кольцо 4, секционную матрицу 6, обойму 7, выталкиватель 8, наружный деформирующий пуансон 9, внутренний пуансон 10, установленный с возможностью взаимодействия с охватывающим верхнюю часть центрального штока 2 и опирающимся на твердосплавное деформирующее кольцо 5 многосекционным пунсоном 11, каждая секция которого установлена с возможностью возвратно-поступательного радиального перемещения, дополнительный многосек-, ционный пуансон 12 и дополнительное твердосплавное деформирующее кольцо 13, охватывающие подпружиненное кольцо 4, Секции многосекционных пуансонов 11 и 12 соединены пружинными кольцами 14, Дополнительный многосекционный пуансон 12 нижним торцом. установлен на нижней плите 1, а. верхним торцом, выполненным с радиальными выемками 15, обращен к основному твердосплавному деформирующему кольцу 5, .Дополнительное твердосплавное деформирующее кольцо 13 расположено на торце дополнительного многосекционного пуансона 12 с радиальными выемками 15, а на его поверхности, обращенной к торцу дополнительного многосекционного пуансона 12, выполнены выступы 16, соответствующие радиальным выемкам 15 последнего и взаимодействующие с ними, На центральном штоке 2 в зоне контакта с основным многосекционным пуансоном 11 выполнены осевые пазы 17, а на основном многосекционном пуансоне 11 выполнены соответствующие им и взаимодействующие с ними выступы.18, На наружной поверхности подпружиненного кольца 4 выполнен сужающийся к нижней плите 1 штампа конический участок с углом наклона поверхности а, равным углу наклона поверхности конического участка центрального штока 2, а на внутренней поверхности дополнительного многосекционного пуансона 12, охватывающей. подпружиненное кольцо 4, также выполнен конический участок, соответствующий коническому участку подпружиненного кольца 4, Длины выступов 18 основного многосекционного пуансона 11 и длины выступов 16 дополнительного твердосплавного деформирующего кольца 13, соответственно. равные Ь ик, превышают величину хода многосекционных пуансонов 11 и 12. Устройство работает следующим образом. Трубчатую заготовку 19 устанавливают в секционную матрицу 6, сжатую обоймой 7, до соприкосновения,.с рабочей вставкой 20 нижней плиты 1 штампа. На первой стадии, воздействуя наружным деформирующим пуансоном 9 на торец заготовки 19, осуществляют ее предварительное деформирование путем радиального выдавливания стенок заготовки в круговую поперечную полость, образованную деформирующими поверхностями основного 5 и дополнительного 13 твердосплавных деформирующих колец и боковой поверхностью подпружиненного кольца 4, с формообразованием внутрен него флан ца. После перемещения требуемого объема металла в указанную полость радиальное выдавливание прекращают путем снятия нагрузки со стороны5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пуансона 9. Затем начинают окончательное деформирование, при котором формируют фланец путем открытой осадки с одновременной раздачей стенок трубчатой заготовки основным 11 и дополнительным 12 многосекционными пуансонами путем перемещения внутреннего пуансона 10 (в направлении движения пуансона 9 на первой стадии), взаимодействующего с основным многосекционным пуансоном 11 и передающего через него усилие деформирования основному твердосплавному деформирующему кольцу 5, а также посредством основного многосекционного пуансона 11, основного твердосплавного деформирующего кольца 5 и подпружиненного кольца 4 - усилие деформирования дополнительному многосекционному пуансону 12. При этом обойму 7 перемещают вверх, освобождая тем самым матрицу 6, секции которой свободно расходятся под воздействием растягиваемой многосекционными пуансонами 11 и 12 заготовки. Готовое изделие удаляется из штампа выталкивателем 8, связанным с толкателем пресса,В качестве примера конкретного выполнения может служить штамп для получения кольцевой детали с внутренним диаметром 210 мм, высотой 145 мм, толщиной стенки 10 мм, имеющей в средней части внутренний фланец шириной 15 мм и толщиной 5 мм, из заготовки с внутренним диаметром 200 мм, толщиной стенки 10,24 мм и высотой 151,8 мм, Штамп содержит центральный шток с углом наклона конической поверхности, равным 60 ( - 1) (для облегчения конструкции штампа выполненный полым), и выполненными на рабочей поверхности осевыми пазами шириной 10 п 7 мм, верхний многосекционный пуансон высотой 70 мм с выполненными на внутренней поверхности выступами длиной 10 мм и шириной 10 Ь 6 мм, нижний дополнительный многосекционный пуансон высотой 70 мм с выполненными на его верхней торцевой поверхности выемками шириной 10 п 7 мм, глубиной 5 мм и длиной 10 мм, а также твердосплавные деформирующие кольца толщиной 2,5 (+0,2) мм. На дополнительном твердосплавном деформирующем кольце выполнены выступы длиной 10 мм, шириной 10 п 6 мм и высотой 5 мм. Подпружиненное кольцо имеет конический участок с углом наклона поверхности, равным 60( - 1). Величина рабочего хода многосекционных пуансонов составляет величину, равную 5 мм, Глубина осевых пазов на поверхности центрального штока и длина выступов на внутренней поверхности основного многосекционного пуансона равны 10 и 9,5 мм соответственно,Формула изобретения Устройство для получения полых изделий с внутренним фланцем из трубчатых заготовок, содержащее нижнюю плиту, центральный ступенчатый шток с цилиндрическими и расширяющимся к нижней плите коническим участками, подпружиненное кольцо, охватывающее центральный шток, твердосплавное деформирующее кольцо, опирающееся на подпружиненное кольцо, секционную матрицу, обойму, выталкиватель, наружный деформирующий пуансон,внутренний пуансон, установленный с возможностью взаимодействия с охватывающим верхнюю часть центрального штока и опирающимся на твердосплавное деформирующее кольцо многосекционным пуансоном, каждая секция которого установлена с возможностью возвратно-поступательного радиального перемещения, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет получения изделий с фланцем в средней части, устройство снабжено охватывающими подпружиненное кольцо дополнительным многосекционным пуансоном и дополнительным твердосплавным деформирующим кольцом, при этом дополнительный много- секционный пуансон одним своим торцом установлен на нижней плите, а другим торцом, выполненным с радиальными выемками., обращен к основному твердосплавному деформирующему кольцу, дополнительное твердосплавное деформирующее кольцо расположено на торце дополнительного многосекционного пуансона с радиальными выемками, на поверхности дополнительного твердосплавного деформирующего кольца, обращенной к торцу дополнительно о многосекционного пуансона, выполнены выступы, соответствующие радиальным выемкам последнего и взаимодействующие с ними, на центральном штоке в зоне контакта с основным многосекционным пуансоном выполнены осевые пазы, а на основном многосекционном пуансоне выполнены соответствующие им и взаимодействующие с ними выступы, на наружной поверхности подпружиненного кольца выполнен сужающийся к нижней плите штампа конический участок с углом наклона поверхности, равным углу наклона поверхности конического участка центрального штока, а на внутренней поверхности дополнительного много- секционного пуансона, охватывающей подпружиненное кольцо, также выполнен конический участок, соответствующий коническому участку подпружиненного кольца, причем длины выступов основного много1731400 10 секционного пуансона и длины выступов дополнительного твердосплавного деформитавитель И,Суш ред М,Моргентал едактор С.Патрушева орре равцо Подписноеитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРква, Ж, Раушская наб., 4/5 город, ул, Гагарина, 10 изводственно-издательский комбинат "Пате Заказ 1536 ВНИИПИ Гос Тира венного к 113035, Мрующего кольца превышают величину ходамногосекционных пуансонов.