Способ гидростатического прессования полых изделий из трубчатых заготовок

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам гидростатического прессования полых изделий из трубчатых заготовок . Цель изобретения - повьшение производительности и расширение технологических возможностей за счет увеличения номенклатуры прессуемых изделий. При прессовании изделий предварительно производят раздачу концов трубчатых заготовок калибрующими поясками оправок со степенью деформации 0,5-5% до см1.1кания оправок с одновременной герметизацией полости заготовок. Далее обжимают заготовки на оправках давлением жидкости 100 - 1000 МПа на наружную поверхность заготовок . Полые детали сложной формы получают за один цикл создания давления . 3 ил 4 ш (Л

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

7 О5О (б1) 4 8 21 С 37/29

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Н0МНТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3855924/25-27 (22) 19.02.85

{46) 23.12.86. Бюл. N - 47 (71) Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР (72) Б.И.Каменецкий, М.В.Колмогоров. и А.В,Александров (53) 621.774.72(088.8) (56) Заявка Японии 9 53-6097, кл. В 21 С 37/16, 04.03.78. (54) СПОСОБ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТРУБЧАТЬБ

ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам гидростатического прессования полых изделий из трубчатых заготовок. Цель изобретения — повышение производительности и расширение технологических возможностей за счет увеличения номенклатуры прессуемых изделий. При прессовании изделий предварительно производят раздачу концов трубчатых заготовок калибрующими поясками оправок со степенью деформации 0,5-57. до смыкания оправок с одновременной герметизацией полости заготовок. Далее обжимают заготовки на оправках давлением жидкости 100—

1000 МПа на наружную поверхность заготовок. Полые детали спож формы получают за один цикл создания давления. 3 ил.

1 12

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам гидростатического прессования полых изделий из трубчатых заготовок.

Цель изобретения — повышение производительности и расширение технологических воэможностей за счет увеличения номенклатуры прессуемых изделий.

На фиг,1 показано устройство для осуществления предлагаемого способа в момент установки заготовки в контейнер; на фиг.2 — то же, в момент окончания процесса прессования; на фиг.3 — схема действующих на заготовку сил.

Устройство состоит из плунжера 1 с уплотнениями, скрепленной с плунжером формующей оправки ? с калибрующим пояском 3, контейнера ч, имеющего ступенчатый канал с расточками разного диаметра, формующей оправки

5 с калибрующим пояском 3, которая крепится к торцу штампа 6, снабженного уплотнениями, который может перемещаться по ступенчатому каналу контейнера. Штамп 6 снабжен продоль° ными отверстиями, через которые сообщают полости контейнера, и хвостовиком, проходящим через внутренние уплотнения герметизирующей пробки 7.

Хвостовик штампа 6 соединен с гидроили IIEJPBNQUHJIHHppoM 8 для установки штампа 6 в верхнее положение. Контейнер 4 крепится к столу пресса 9, а плунжер 1 скреплен с ползуном (не показан) пресса. Нижняя полость контейнера А заполняется рабочей жидкостью до определенного уровня (фиг.1).

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении плунжер 1 занимает крайнее верхнее положение (не показана), штамп 6 опирается на верхний торец нижней расточки контейнера, прижимаясь к ней с определенным усилием от пневмоцилиндра 8. В этот момент трубная заготовка 1О устанавливается на формующую оправку 5, затем плунжер 1 опускается, и фармующая оправка 2 своей конической поверхностью прижимает заготовку 10 к оправке 5 (фиг.1, слева). Степень деформации участков трубной заготовки при раздаче на формующих оправках

2 и 5 различна. Диаметр калибрующе78050

5

35 го пояска 3 оправки ? больше, чем оправки 5, поэтому заготовка 10 сначала деформируетсл на оправке 5 и только после упора заготовки в торец штампа 6 начнется деформация верхнего участка заготовки на оправке 2.

При деформации участков трубы на формующих оправках 2 и 5 штамп 6 неподвижен, так как усилие, передаваемое пневмоцилиндром 8, больше усилия, необходимого для деформации участков заготовки на оправках. При дальнейшем опускании плунжера 1 оправка 2, продвигаясь по заготовке 10, соприкасается с оправкой 5 (фиг.1, справа), при этом преодолевается усилие пневмоцилиндра 8 и штамп 6 начинает опускаться. По мере движения штампа

6 по каналу контейнера 3 рабочая жидкость по продольным каналам штампа 6 перетекает в верхнюю полость контейнера и заполняет участки трубы за калибрующими поясками оправок 2 и 5 (фиг.2,. слева) ° Затем давление жидкости повышается и сжатая жидкость воздействует на наружную поверхность заготовки 10 и ее участки за калибрующими поясками 3 оправок

2 и 5. Дпя заполнения нижнего участка заготовки 10 за пояском 3 оправки

5 жидкостью в штампе 6 выполнены на торце пазы. Проникновение жидкости в полость заготовки, в которой размещены формующие части оправок, предотвращается, так как контактные напряжения на поясках и конической части оправок выше давдения жидкости благодаря выполнению предварительной деформации заготовки на оправках.При возрастании давления заготовка прижимаетсл к пояскам и коническим поверхностям формирующих оправок 2 и

5 и обеспечивается автоматическое возрастание контактных напряжений, при этом степень деформации 0,5-57 концов заготовки на оправках до создания давления жидкости обеспечивает надежную герметизацию полости заготовки 10. При достижении необходимого давления жидкости 100-1000 МПа начинается пластическал деформация (обжим) заготовки и ее внутренняя поверхность повторяет контур сомкнутых оправок 2 и 5 (фиг.2, слева, и фиг.3). В процессе деформации длина трубной заготовки сохраняется, наблюдается утолщение стенки трубы на участке, прилегающем к формуюшнм час)278050

55 тям оправок 2 и 5. Величина утолщения стенки зависит от степени деформации заготовки и в незначительной мере от. углов конических участков справок. После окончания деформации заготовки плунжер 1 удаляется из контейнера,. а готовое изделие 11 остается на оправке 2, так как сила трения материалов на формующей оправке

2 выше, чем на формующей оправке 5.

Штамп б устанавливается в исходную позицию пневмоцилиндром 8 и при его движении вверх жидкость через продольные каналы засасывается в нижнюю полость контейнера 3. При подходе съемника 12 к изделию 11 и дальнейшем подъеме плунжера 1 готовые изделия снимаются с оправки 2 (фиг.2 справа). Таким образом изготавливают полые детали сложной формы из трубной заготовки за один цикл создания давления.

Пример. Способ осуществляют с использованием стальных и латунных трубных заготовок.. Опыты проводятся с тонко- и толстостенными трубными заготовками. К тонкостенным заготовкам относятся трубы с отношением толщины стенки S — к наружному диаметру

D-S/D в пределах 0,03-0,1, к толстостенным — трубы с отношением S/D ь 0,2 — 0,4. В качестве тонкостенных заготовок выбраны стальные и латунные трубы с размерами D„= 45 мм;

D„=; Н=80мм.

Заготовки деформируют жидкостью высокого давления в контейнере диаметром й=бб мм, установленном на прессе усилием 10000 Кн. В трубную заготовку устанавливают оправки с размерами калибрующих поясков d<

= 40,2 мм; d = 40,17 мм и диаметром гладкой части с13 =25 мм. При продвижении оправок в полость заготовки до соприкосновения степень деформации участков заготовки на калибрующих поясках оправок составляет 0,5-5%. При увеличении степени деформации концов заготовки эа счет увеличения диаметра калибрующих посков оправок, трубы осаживаются или изменяют свою геометрию. Таким образом, в интервале

0,5-5 сохраняется геометрия заготовки и обеспечивается надежная герметиэация полости заготовки. Затем в контейнере повышают давление и экспериментально определяют его величину до момента получения заданно5

45 го контура внутренней поверхности заготовки. Иэ тонкостенных заготовок с указанными размерами получены изделия с размерами D = 31 мм; Р „

=25 мм; Н = 80 мм, Н,= 40 мм (где Н,— высота деформированного участка заготовки). Давление в контейнере для латунных труб 100 МПа, для стальных труб 150 ИПа, причем величина давления определяется последней стадией деформирования, когда трубная заготовка обтягивается на оправках, строго повторяя по внутренней поверхности их контур. При деформации наблюдается утолщение стенки 6 $/S до

20-25, степень деформации (p за одну операцию составляет 37,5, разрушение или трещинообразование материала не наблюдается..Таким образом, по сравнению с известными процессами раздачи трубы, в которых жидкость действует на внутреннюю поверхность, степень деформации за одну операцию выше в 1,5-1,8 раза и, следовательно, обеспечивается более высокая производительность процесса деформирования. В дальнейшем проводят опыты с толстостенными заготовками, которые имеют размеры Р„=50 мм; Р„„ =37 мь;

Н=120 мм. Заготовки деформируют на оправках с размерами калибрующих поясков й,=37,8 мм, о =37,5 мм и диаметром гладкой части с) =25 мм. При продвижении оправок в полость заготовки до соприкосновения степень деформации участков заготовки на калибрующих поясках оправок составляет

2,1%, что обеспечивает сохранение формы заготовки и надежную герметизацию. Более высокие степени деформации (до 5%).требуют для толстостенных труб значительных усилий, особенно при съеме готового изделия.

При деформировании указанных заготовок давление жидкости для стальных

500 МПа, для латунных 300 МПа.

Из заготовок получены изделия с размерами D =; 0„„= 25 мм;

Н = 120 ; Н, = 80 мм, степень деформации эа одну операцию =33 .

Чистота внутренней поверхности изделий, полученных как из толстостенных, так и тонкостенных заготовок, улучшается на 1-2 класса после деформирования по сравнению с исходной чистотой внутренней поверхности заготовок

3 12

При изготовлении изделий со сложным внутренним профилем, например, с внутренними шлицами, из толстостенных заготовок давление жидкости для стальных заготовок составляет 9001000 МПа. Боле высокие давления применять нежелательно иэ-за резкого снижения надежности аппаратуры высокого давления и больших усилий при съеме готового изделия с оправок.

Лучше сложное формообразование изделия выполнить за несколько операций.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ гидростатического пресссвания полых иэделий из трубчатых заготовок, включающий установку заготов78050 Ь ки в контейнер, перемещение в полость заготовки оправок с калибрующими поясками и обжим заготовки на опранках воздействием на ее наружную поверхность жидкости под давлением, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и расширения технологических воз можностей за счет увеличения номен10 клатуры прессуемых изделий, перед обжимом осуществляют раздачу концов заготовки посредством указанных калибрующих поясков оправок со степенью деформации 0,5-5%, герметизи15 руя при этом полость заготовки, а при обжиме заготовки на оправках воздейству»от жидкостью под давлением

100-1000 МПа, 1278050

Фиг 5 пнеЬасети

Puz,2

Составитель Е.Айвазов

Редактор А.Козориз Техред В.Кадар Корректор М.Шароши

Заказ 6787/7 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул .Проектная,4