Способ гибки полых заготовок с дном

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11149492 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл.з В 21 Р 7/08 ФГосударственный камнтег Опубликовано 23.07.80, Бюллетень271Дата опубликования описания 28.07,80по делам нзобретеннй н открнтнй(72) Авторы изобретения Харьковский авиационный институт(54) СПОСОБ ГИБКИ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК С ДНОМ 1Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использова. но в авиационной, моторостроительной других отраслях промышленности.В современном машиностроении потребность в крутоизогнутых патрубках неуклонно возрастает, что в первую очередь связано с борьбой за уменьшение габаритов н веса, что особенно важно в летательных аппаратах.Из основного авт. св.590039 известен способ гибки полых тел с дном, заклю чающийся в том, что заготовку, заполненную наполнителем, проталкивают через криволинейный ручей матрицы путем воздействия на дно и стенки заготовки давлением, создаваемым в наполнителе.Недостатком известного способа являет 15 ся ограниченность технологических возможностей процесса, заключающаяся в невозможности изготавливать трубные колена с радиусом гиба менее К, =. 0,4 Р ( 0,2-0,3), а также в большой разнотолщинности изде лий.Для расширения технологических воз- можностей и повышения качества перед проталкиванием через криволинейный ручей матрицы поверхность заготовки, обращенную к поверхности матрицы в зоне большей кривизны, увеличивают путем нанесения рельефа, например, в виде поперечных сер- повидных гофров.На фиг. 1 показан начальный момент про. цесса при изготовлении гофров на заготовке методом обжига; на фиг. 2 - конечный момент процесса обжима; на фиг. 3 - начальный момент процесса гиба трубкой заготовки; на фиг. 4 - конечный момент процесса гиба; на фиг. 5 - напряженное состояние в трубе при обычном изгибе; на фиг. б - напряженное состояние прн изгибе заготовки с гофрированной поверхностью.Процесс заключается в следующем. На первом переходе заготовка(см. фиг. 1) со вставленной в него разъемной обжимной оправкой 2, на которой выполнены серповидные впадины 3, устанавливается в контейнер 4, ко. торый заполнен передающей средой. Прн воздейс; вии на передающую среду нагрузки Р, заготовка обжимается по оп. равке 2 и превращается в полуфабрикат 5 (см. фиг. 2).Полуфабрикат можно получить и путемраздачи заготовки 1,На втором переходе полуфабрикат 5(см. фиг. 3) нижней частью устанавливают. в матрицу 6 с криволинейным ручьем 7.Поскольку матрица,6 имеет вертикальныйразъем, она помещается в бандаж 8. К матрице подсоединяется гидравлическая камера 9, в которую входит открытый торецполуфабриката 5, Полость полуфабриката5 связана с гидравлической камерой 9 и заполнена передающей средой. При этом полу- ффабрикат 5 устанавливают в матрицу так,что наибольшая глубина гофров находитсяв плоскости изгиба и обращена в сторонубольшего радиуса кривизны матрицы. Прикладывая нагрузку Р к передающей среде,создают в ней давление. Под действием давления на дно полуфабриката 5, он проталкивается через ручей 7, Этим же давлениемпредотвращается потеря устойчивости навнутреннем радиусе гиба и разглаживаютсягофры на внешнем радиусе гиба. В конце йопроцесса полуфабрикат 5 превращается вкрутоизогнутый патрубок без гофров (см.фиг. 4).Сущность процесса заключается в следующем,ИУпрощенно процесс проталкивания трубы через криволинейный ручей можно представить как изгиб трубы при помощи моментов М (см. фиг. 5 и 6).При изгибе обычных трубных заготовок(см. фиг. 5), нейтральная ось совпадает с досью трубы. При этом на внешнем радиусегиба возникают растягиваю щие напряжения 6 ркт., а на внутреннем радиусе такиеже по величине сжимающие напряжения. Если рассмотреть поперечное сечение1 ЕЗ.ззрубы, находящейся в ручье матрицы (см.фиг. 5), становится ясным, что поскольку труба соприкасается по всепму контуру со стенками матрицы, окружные деформации и окружные напряженияотсутствуют. Элемент стенки трубы, выделенный на внутреннем радиусе гиба (см, фиг. 5 в), находитсяв состоянии одноосного сжатия (не считаясжимающего давления жидкости). Если сжимающие напряжения , больше критического напряжения , , происходит потеряустойчивости и на внутреннем радиусе гиба ффобразуются гофры, Давление со сторонынаполнителя увеличивает 6 кь, однако приКн 0,4 О складкообразование все же происходит, так как нельзя беспредельно увеличивать давление в наполнителе, посколЬкуувеличивается прижатие стенок трубы к матрице и растут силы трения,В предлагаемом способе на заготовкепредварительно увеличивается длина образующей, которая затем располагается на внеш.нем радиусе гиба.При изгибе в матрице эту образующую.растягивают меньше для того, чтобы онаприняла те же размеры дугя, как при изгибе обычной трубной заготовки,Ввиду того, что сопротивление стенки с волнистой образующей ее распрямлению меньше, чем сопротивление стенки с прямолинейной образующей растяжению, нейтральная ось уже не совпадает с осью трубы (см, фиг. 6 а), а сильно смещается к внутреннему радиусу гиба. Тогда резко уменьшается сжимающее напряжение 6 на внутреннем радиусе, Напряжение 6 на внешнем радиусе тоже уменьшается при том же радиусе гиба или остается прежним при уменьшении радиуса гиба трубы. В то же время на внешнем радиусе только вершины гофров касаются стенок матрицы (но и они могут частично отходить от стенок при распрямлении), между матрицей и поверхностью трубы в этой области существует значительный зазор (см. фиг. 6 б). Под действием внутреннего давления происходит раздача трубы до устранения зазора между ней и матрицей. При этом растягивается материал по всей окружности, т,е. как на внешнем радиусе гиба, так и на внутреннем, А в начальный момент, когда гофры ещеразгладились незначительно жесткость гофрированной части на раздачу больше, чем гладкой и растягивается больше материал на внутреннем радиусе гиба.Элемент трубы, выделенный на внутреннем радиусе гиба (см. фиг. 6 в), находится в состоянии плосконапряженного состояния.В меридиональном направлении действуют сжимающие напряжения Ь а в окружном - растягивающее з . При этом напряжения с, значительйо меньше, чем при обычном способе гиба (см. фиг. 5 а).Значит потеря устойчивости на внутреннем радиусе может произойти лишь при значительном уменьшении радиуса гиба. Меньшее сжимающее напряжение вызывает и меньшее утолщение материала. Кроме того, действие растягивающих напряжений 6 вызывает уменьшение толщины материала и в итоге толщина материала во внутренней части трубного колена, изготовленного этим способом, остается примерно равной исходной. В обычных процессах в этом месте наблюдается сильное утолщение материала. В предложенном способе в результате воздействия окружных напряжений материал с зоны внутреннего радиуса гиба смещается в зону внешнего радиуса гиба, где утонение вследствие этого уменьшается. Таким образом, предлагаемый способ гибки обладает двумя основными достоинствами:1, Значительно уменьшается допустимый радиус гиба трубы. Можно изготавливать трубные колена с радиусом гиба К = 0,20.2. Существенно снижается разнотолщинность стенок патрубка (на 15 - 20 О/о по сравнению с обычными способами).Прдмер. В качестве примера осуществления приводятся основные данные техпроцесса по изготовлению крутоизогнутого патруб749492 8 ка с радиусом гиба Я = 0,290 из трубы диаметром 45 мм, толщиной стенки 1 Мм, материал Х 8 Н 9 Т.Полуфабрикат (гофрированную заготовку) изготовляют методом обжима (см. фиг. 1, 2). Диаметр собранной оправки по выступам равен 43 мм, по впадинам - 35 мм, Впадины выполнены путем точения при установке детали с эксцентриситетом 4 мм,т.е. сер. повидные спадины обхватывают оправку полностью, при этом с одной стороны глубина впадины равна 8 мм, а с противоположной и глубина и ширина сходят на нет.Заготовка обжимается в камере гидравлическом пресс-пушки, где давление в жидкости создается при нагружении ее быстро- летящим телом. В качестве передающей среды используют воду. Давление в камере создают в пределах 900 - 1000 атм,Второй переход осуществляется в матрице, содержащей криволинейный ручей с диаметром сечения 45 мм и радиусом гиба 130 мм (т.е. К = 0,290). Скорость и энергия снаряда, создающего давление в гидравлической камере, подбирают так, что в начальной стадии про. цесса (в ходе изгиба трубы) давление в камере 500 - 600 атм, а затем после окончания . гиба давление повышается до калибровочного - 1500 - -1800 атм для окончательного разглаживания гофров. формула изобретения19Способ гибки полых заготовок с дномпо авт. св.590039, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения тиба на малые радиусы, равные 0,2 - 0,3 диаметра 1 трубы н повышения качества, перед протал.киванием через криволинейный ручей мат: рицы поверхность заготовки, обращенную к поверхности матрицы в зоне большей кривизны, увеличивают путем нанесения на нее рельефа, преимущественно в виде поперечных серповидных гофров.749492 41 рослт. м итета открыт ая набГосударственного коелам изобретений иосква, Ж - 35, Раушск Патент, г. Ужгород оектная, 4 Редактор Т. ШаговаЗаказ 4512/5ЦНИИПИпо113035, МФилиал ППП Составитель Н, Черн Те,ред К. ШуфричТираж 986 левскаяКорректор Е. ПаппПодписноеСССРй