Способ изготовления полых деталей из трубчатой заготовки и устройство для его осуществления

. %23й авиацион й институ ерг,ССС 80,ССС79. дч 1 1 д г - ч 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТРУБЧАТОЙ ЗАГОТОВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке эластичной средой, и может быть использовано в авиационной и смежной с ней отраслях машиностроения, Сущность изобретения: трубчатую заготовку размещают в полости матрицы 3, устанавливая предварительно в ее полость наполнитель 2. Матрица 3 имеет крышку 4, Коышка 4 выполнена с выемкой,1741949 имеющей вид четверти тора, образованного радиусом, равным полуразности большего и меньшего диаметров рабочего конического участка матрицы 3. Воздействуют на наполни- тель 2 динамической нагрузкой. Торец трубчатой заготовки в процессе раздачи взаимодействует с поверхностью выемки. ВозИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в.авиационной, машиностроительной и других отраслях промышленности для изготовления полых деталей с коническим патрубком на конце.Известны способы раздачи конца трубы в штампе развальцовкой, По этим способам раздачу осуществляют твердым инструментом - коническим пуансоном, При раздаче в штампе заготовку фиксируют, а пуансон перемещают в осевом направлении. При развальцовке дополнительно вращают пуансон. Эти способы широко используются в промышленности благодаря простоте оснастки и оборудования.Однако технологические возможности их ограничены относительно небольшими степенями деформации из-за разрыва кромки заготовки, подвергающейся максимальному растяжению в окружном направлении. Качество деталей невысоко из-за значительного утонения стенки заготовки,Известен также способ раздачи труб коническим пуансоном, при котором на свободной кромке заготовки в процессе раздачи создают противодавление. Этот способ позволяет исключить утонение стенки заготовки и повысить допустимую степень деформации в холодном состоянии на 10 - 15. Однако практически осуществление противодавления на кромке заготовки при раздаче затруднительно, Противодавление осуществляют обычно путем установки перед кромкой трубы кольца из более прочного материала, который деформируется совместно с заготовкой, что связано с дополнительной трудоемкостью и расходом металла,Производительность способа невысока, возможности механизации и автоматизации ограничены.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ раздачи конца трубы эластичной средой, включающий локальное приложение усилия с перемещением очага деформации от торца трубчатой заготовки по направлению образующей уча 5 10 15 20 25 30 35 40 45 никает усилие, осевая составляющая которого обеспечивает торцовый подпор, Расширяются технологические возможности путем получения полой детали с коническим патрубком на ее конце, 2 с,п. и 1 з, ф-лы, 1 з.п, ф-лы,3 ил,стка раздачи с одновременным торцевым подпаром заготовки.При осуществлении известного способа из трубы вырезают заготовку, размещают в полости заготовки эластичный пуансон переменной жесткости, создают на конце заготовки зону максимальной деформации путем приложения к пуансону осевого усилия и перемещают эту зону вдоль оси заготовки. При перемещении зоны максимальной деформации появляется осевая составляющая, создающая противодавление на кромке, что позволяет уменьшить утонение стенки заготовки,Трудоемкость способа ниже, чем в описанном ранее способе, отсутствует дополнительный расход металла, Однако качество раздачи ниже, так как при использовании пуансона переменной жесткости, например из шайб эластомера различной твердости, в местах сопряжения шайб на поверхности заготовки возможно образование волнистости, т,е, ухудшаются геометрические параметры точности. Кроме того, поскольку на кромке заготовки возможно наличие микротрещин и прочих дефектов, то создание максимальной начальной деформации на кромке может привести к ее разрыву, что снижает допустимую сепень раздачи и ограничивает технологические возможности процесса,Известно устройство для деформирования заготовок в разъемной матрице, содержащее подвижную пластину с закрепленным на ней пуансоном, неподвижное основание с полостью, на котором установлена матрица, имеющая формообразующий конический участок и крышку, размещенный в полости основания выталкиватель, закрепленные на крь шке матрицы и имеющие средство возвратно-поступательного перемещения толка- тели, нерабочие концы которых также размещены в полости основания, а также установленный с возможностью взаимодеиствия с выталкивателем приводной шток с буртом.Недостаток известного уст; ойства заключается в том, что практичес:, :,евозмокно удаление из полости штампа высоких полых деталей с коническим патрубком наконце на прессах с относительно малым ходом выталкивателя, так как ход толкателейпри этом должен быть меньше хода выталкивателя на высоту детали, что ограничивает технологические возможности иухудшает условия эксплуатации,Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем полученияполых деталей с коническим патрубком наконце и улучшение условий эксплуатации.Поставленная цель достигается тем, чтолокальное приложение усилия производятпутем динамического нагружения, осуществляют двусторонний торцевой подпортрубчатой заготовки, а последнюю выполняют длиной, большей длины детали на величину, равную полуразности большего именьшего диаметров конического патрубка.В устройстве для осуществления способа крышка матрицы выполнена с выемкой,сочлененной с формообразующим коническим участком матрицы и имеющей вид четверти тора, образованного радиусом,равным полуразности большего и меньшегодиаметров упомянутого участка матрицы,Кроме того, в устройстве средство воз. вратно-поступательного перемещения толкателей выполнено в виде втулки срадиальными пазами, установленной наприводном штоке с возможностью относительного осевого перемещения и взаимодействия с буртом штока и боковойповерхностью полости основания, а такжешариков, размещенных в радиальных пазахвтулки, при этом толкатели неподвижносвязаны с упомянутой втулкой, на штоке ибоковой поверхности полости основаниявыполнены кольцевые канавки, а шарикиразмещены с возможностью поочередноговзаимодействия с поверхностями кольцевых канавок,На фиг.1 изображены исходная заготовка, вырезанная из трубы, и готовая деталь,полученная после раздачи конца заготовкина конус; на фиг.2 - схема устройства дляреализации способа; на фиг.З - то же, сэлементами механизации.П р и м е р. Основные данные: длинадетали ,.=250 мм. длина конической части150 мм, диаметр большего основания конуса 0=48 мм, Материал заготовки - алюминиевый сплав АМг 6 М,Из прессованной трубы 38 х 1,5 вырезают заготовку длиной .=Ь+Н =п+0,5 (Оп -бп) =. 250 + 5 = 255 мм, В полости заготовки1 (фиг.2) помещают эластичный пуансон 2,например, из полиуретана, Заготовку размещают в матрице 3, снабженной крышкой/4 с выемкой 5, сочлененной с формообразующим коническим участком матрицы и5 10 40 стью относительного осевого перемещения 45 50 55 15 20 25 30 35 имеющий вид четверти тора, образованного радиусом Н=0,5 (О - сЦ=5 мм. Бабка высокоскоростного молота при помощи нажимного штока (не показан) воздействует на пуансон 2 . Торец заготовки в процессе раздачи взаимодействует со сферической поверхностью выемки, в результате чего возникает усилие, воздействующее на торцы заготовки, осевая составляющая которого обеспечивает ее двусторонний торцевой подпор,После завершения процесса формообразо/вания крышка 4 отделяется от матрицы 3 и готовая деталь извлекается выталкивателем 6.Динамический характер нагружения эластичного пуансона со стороны большего диаметра конуса позволяет локализовать деформацию в верхней части пуансона, что снижает энергозатраты на деформирование, улучшает условия формообразования и исключает потерю устойЧивости на цилиндрической части детали.Устройство для изготовления полых деталей из трубчатой заготовки(фиг,З) состоит из подвижной плиты 1 с закрепленным на ней пуансоном 2, плиты 3 с неподвижным основанием 4, на котором установлена обойма 5 с матрицей 6, имеющей формообразующий конический участок и разьемную крышку 7, Обойма с матрицей закреплена на основании 4 кольцом 8, В полости основания размещен выталкиватель 9, а - а крышке 7 матрицы закреплены толкатели 10, нерабочие концы которых также размещены в полости основания 4 и связаны со средством возвратно-поступательного перемещения, выполненным в виде жестко связанной с толкателями втулки 11, установленной на приводном штоке 12 с возможнои взаимодействия с буртом.13 штока и боковой поверхностью полости основания 4, На штоке 12 и боковой поверхности основания 4 выполнены кольцевые канавки 14 и 15 Шарики 16 размещены в радиальных пазах 17 втулки 11 с возможностью поочередного взаимодействия с поверхностями канавок 14 и 15, Крышка 7 матрицы выполнена с выемкой 18, сочлененной с формообразующим коническим участком матрицы и имеющей вид четверти тора, образованного радиусом, разным полуразнос ги большего и меньшего диаметров упомянутого участкаматрицы,Устройство работает следующим образом, В исходном перед ударом положении изображенном на левой части фиг.З, в полости матрицы 6 установлена заготовка 19 с эластичным пуансоном 20, Крышка 7 фикси1741949 55 руется относительно обоймы 5 механизмом фиксации (не показан ). Шток 12 находится в крайнем нижнем положении, При рабочем ходе пуансон 2 взаимодействует с эластичным пуансоном 20. Верхняя кромка заготовки скользит по сферической поверхности выемки 18, Под действием радиального усилия от эластичного пуансона 20 и двустороннего торцевого подпора заготовки путем взаимодействия с выемкой 18 осуществляется раздача конца трубы. После завершения процесса деформирования механизм фиксации освобождает крышку 7, подвижная плита 1 с пуансоном 2 перемещается вверх. Шток 12 от привода возвратно-поступательного перемещения движется вверх совместно с втулкой 11, усилие на которую передается через шарики 16, При этом толкатели 10 взаимодействуют с частями разьемной крышки 7, перемещая их вверх, Под действием пружин, установленных враспор в вертикальной плоскости разъема крышки (не показаны) части крышки расходятся, освобождая проход для большего диаметра патрубка, При достижении канавки 15 шарики 16 выходят из зацепления со штоком 12 и движение втулки 11 и крышки 7 прекращается, При дальнейшем ходе штока 12 его торец взаимодействует с выталкивателем 9, который извлекает готовую деталь из полости матрицы. После сьема детали шток 12 перемещается вниз. Бурт 13 штока взаимодействует с торцом втулки 11, шарики утапливаются в канавку 14 штока и через толкатели 10 усилие штока передается на крышку 7, перемещая ее в крайнее нижнее положение. После установки новой заготовки цикл повторяется.Использование изобретения позволит расширить технологические возможности путем получения полых деталей с коническим патрубком на конце, При этом повышается степень раздачи и обеспечивается улучшение условий эксплуатации,Формула изобретения 1, Способ изготовления полых деталей из трубчатой заготовки путем раздачи ее конца эластичной средой, включающий локальное приложение усилия с перемещением очага деформации от торца трубчатой заготовки по направлению образующей участка раздачи с одновременным торцевым 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 подпором трубчатой заготовки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем получения полой детали с коническим патрубком на ее конце, локальное приложение усилия производят путем динамического на гружения, осуществляют двусторонний торцевой подпор трубчатой заготовки, а последнюю выполняют длиной, большей длины детали на величину, равную полуразности большего и меньшего диаметров конического патрубка.2. Устройство для изготовления полых деталей из трубчатой заготовки, содержащее подвижную плиту с закрепленным на ней пуансоном, неподвижное основание с полостью, на котором установлена матрица, имеющая формообразующий конический участок и крышку, размещенный в полости основания выталкиватель, закрепленные на крышке матрицы и имеющие средство возвратно-поступательного перемещения толкатели, нерабочие концы которых также размещены в полости основания, а также установленный с возможностью взаимодействия с выталкивателем приводной шток с буртом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем получения полой детали с коническим патрубком на ее конце, крышка матрицы выполнена с выемкой, сочлененной с формообразующим коническим участ- . ком последней и имеющей вид четверти тора, образованного радиусом, равным полуразности большего и меньшего диаметров упомянутого участка матрицы,3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации, средство возвратно-поступательного перемещения толкателей выполнено в виде втулки с радиальными пазами, установленной на приводном штоке с возможностью относительного осевого перемещения и взаимодействия с буртом штока и боковой поверхностью полости основания, а также шариков. размещенных в радиальных пазах втулки, при этом толкатели неподвижно связаны с упомянутой втулкой, на штоке и боковой поверхности полости оснвания выполнены кольцевые канавки, а шарики размещены с возможностью поочередного взаимодействия с поверхностями кольцевых канавок,1741949 10с50 Составитель В.И.МаляковскийТехред М.Моргентал Кор едактор Н,Лаза р В, Гирняк Заказ 2243 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 венно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 из