RU102543U1 - DEVICE FOR FORMING THIN-WALL AXISYMMETRIC CONVEX DETAILS - Google Patents

DEVICE FOR FORMING THIN-WALL AXISYMMETRIC CONVEX DETAILS Download PDF

Info

Publication number
RU102543U1
RU102543U1 RU2010140398/02U RU2010140398U RU102543U1 RU 102543 U1 RU102543 U1 RU 102543U1 RU 2010140398/02 U RU2010140398/02 U RU 2010140398/02U RU 2010140398 U RU2010140398 U RU 2010140398U RU 102543 U1 RU102543 U1 RU 102543U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
punch
elastic element
elastic
elastic buffer
backing plate
Prior art date
Application number
RU2010140398/02U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Петрович Попов
Елена Геннадьевна Демьяненко
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" СГАУ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" СГАУ filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" СГАУ
Priority to RU2010140398/02U priority Critical patent/RU102543U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU102543U1 publication Critical patent/RU102543U1/en

Links

Landscapes

  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к холодной листовой штамповке, в частности к формообразованию тонкостенных осесимметричных оболочек, и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных тонкостенных деталей выпуклой формы на прессах двойного действия. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для формовки тонкостенных осесимметричных оболочек, содержащее выталкиватель, матрицу, пуансон, прижим, снабжено плитой штампа, на которую установлен контейнер, внутри него на подкладной плите расположен эластичный элемент; между плитой штампа и подкладной плитой расположен эластичный буфер; отличается тем, что величина перемещения пуансона меньше величины перемещения подкладной плиты. Полезная модель позволяет повысить качество заготовок и получать детали с равномерным распределением толщины вдоль образующей. 1. з.п. ф-лы, 1 ил. The utility model relates to cold sheet stamping, in particular to the shaping of thin-walled axisymmetric shells, and can be used in the manufacture of large-sized thin-walled parts of convex shape on double-acting presses. The essence of the utility model lies in the fact that the device for forming thin-walled axisymmetric shells containing an ejector, a die, a punch, a clamp is equipped with a stamp plate on which the container is mounted, an elastic element is located on it inside the backing plate; an elastic buffer is located between the stamp plate and the backing plate; characterized in that the displacement of the punch is less than the displacement of the backing plate. The utility model allows to improve the quality of the workpieces and to obtain parts with a uniform distribution of thickness along the generatrix. 1. s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к холодной листовой штамповке, в частности к формообразованию тонкостенных осесимметричных оболочек, и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных тонкостенных деталей выпуклой формы на прессах двойного действия.The utility model relates to cold sheet stamping, in particular to the shaping of thin-walled axisymmetric shells, and can be used in the manufacture of large-sized thin-walled parts of convex shape on double-acting presses.

Известен способ получения тонкостенных осесимметричных изделий из сварной листовой заготовки, основанный на процессах отбортовки-формовки (А.с. 1748905 СССР, МКИ 5 В21D 22/30; опубл. 23.07.92, Бюл. №27). С его помощью появляется возможность получения равномерной толщины изделия и уменьшения толщины исходной заготовки на 45-50% за счет уменьшения припуска на механическую обработку по толщине для высоких деталей выпуклой формы. Отличительная особенность способа заключается в наличии активных сил трения, возникающих на поверхности контакта пуансона и заготовки, которые перераспределяют напряжения σρ (в меридиональном направлении).A known method of producing thin-walled axisymmetric products from a welded sheet stock, based on the processes of flanging and molding (A. S. 1748905 USSR, MKI 5 V21D 22/30; publ. 23.07.92, bull. No. 27). With it, it becomes possible to obtain a uniform thickness of the product and reduce the thickness of the initial billet by 45-50% by reducing the allowance for machining in thickness for high convex-shaped parts. A distinctive feature of the method is the presence of active friction forces arising on the contact surface of the punch and the workpiece, which redistribute the stress σ ρ (in the meridional direction).

Недостатком известного устройства является низкое качество заготовок.A disadvantage of the known device is the low quality of the workpieces.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому, которое принято за прототип, является устройство для формообразования тонкостенных усеченных сужающихся оболочек, состоящее из выталкивателя, контейнера, матрицы, плиты штампа, подкладной плиты, прижима, пуансона, эластичного буфера, эластичного элемента (Пат. 78709 РФ, МПК7 В21D 20/30; опубл. 10.12.2008, Бюл. №34).The closest in technical essence to the claimed one, which is taken as a prototype, is a device for shaping thin-walled truncated tapering shells, consisting of an ejector, container, matrix, stamp plate, underlay plate, clip, punch, elastic buffer, elastic element (Pat. 78709 of the Russian Federation , IPC 7 B21D 20/30; publ. 10.12.2008, Bull. No. 34).

Недостаток известного устройства заключается в том, что низкие степень формообразования и качество заготовок.A disadvantage of the known device is that the low degree of shaping and the quality of the workpieces.

В основу полезной модели поставлена задача, повысить качество заготовок и получать детали с равномерной толщиной.The utility model is based on the task of improving the quality of workpieces and obtaining parts with uniform thickness.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей выпуклой формы содержащее выталкиватель, матрицу, пуансон, прижим, плиту штампа, на которую установлен контейнер, внутри него на подкладной плите расположен эластичный элемент, между плитой штампа и подкладной плитой расположен эластичный буфер, согласно полезной модели, внутренний диаметр контейнера определяется из соотношения:The solution of this problem is achieved by the fact that the device for shaping thin-walled axisymmetric parts of a convex shape containing an ejector, a die, a punch, a clamp, a stamp plate on which the container is mounted, an elastic element is located on it on the underlay plate, an elastic buffer is located between the stamp plate and the underlay plate , according to the utility model, the inner diameter of the container is determined from the ratio:

где V1 - объем смещенной части эластичного элемента при формообразовании выпуклой детали;where V 1 is the volume of the displaced part of the elastic element during the shaping of the convex part;

Δhб - величина сжатия эластичного буфера;Δh b - the amount of compression of the elastic buffer;

d - диаметр меньшего основания детали.d is the diameter of the smaller base of the part.

На чертеже показан штамп для формообразования выпуклых тонкостенных осесимметричных оболочек (слева от оси в открытом, а справа от оси в закрытом положении).The drawing shows a stamp for forming convex thin-walled axisymmetric shells (to the left of the axis in the open, and to the right of the axis in the closed position).

Устройство, содержащее выталкиватель 1, контейнер 2, матрицу 3, прижим 4, пуансон 5, плиту штампа 6, на которую установлен контейнер 2, внутри него на подкладной плите расположен эластичный элемент 7. Давление эластичным элементом создается с помощью подкладной плиты, усилие подпора которой определяется с помощью буферного устройства 8 (либо пресса, либо штампа, что определяется необходимостью промышленного производства или эксперимента). Устройство работает следующим образом:A device comprising a pusher 1, a container 2, a die 3, a clamp 4, a punch 5, a stamp plate 6 on which the container 2 is mounted, an elastic element 7 is located on it inside the backing plate. The elastic element is pressurized using the backing plate, the back pressure of which determined using a buffer device 8 (either a press or a stamp, which is determined by the need for industrial production or experiment). The device operates as follows:

Заготовка 9, в виде усеченного конуса устанавливается наружными поверхностями, прилегающими к торцу большего основания, на матрицу 3, а прилегающие к торцу меньшего основания, на выталкиватель 1. Затем заготовка зажимается по внутренним поверхностям к матрице 3 прижимом 4, а к выталкивателю 1 пуансоном 5. Инструмент, где происходит зажим заготовки, выполнен с рабочими поверхностями, имеющими конусность, совпадающей с конусностью заготовки. Такая геометрия позволяет надежно закрепить заготовку до момента пластического деформирования. Пуансон перемещается вниз, вытесняя часть объема эластичного элемента V1, который перемещает подкладную плиту 10 вниз. Происходит пластическая деформация заготовки в условиях плоского растяжения и значительных активных сил трения, между пуансоном - заготовкой и эластичным элементом - заготовкой. Процесс пластического формообразования производится до полного прилегания заготовки по всей поверхности пуансона, формирующей размеры готовой детали, и ограничен величиной утонения заготовки в зоне опасного сечения наименьшего диаметра. На поверхности контакта эластичного элемента и заготовки действуют активные силы трения, так как перемещение заготовки отстает от подкладной плиты.The workpiece 9, in the form of a truncated cone, is installed by the outer surfaces adjacent to the end face of the larger base, onto the die 3, and adjacent to the end of the smaller base, onto the ejector 1. Then the workpiece is clamped along the inner surfaces to the die 3 by pressing 4, and by the punch 5 to the ejector 1 The tool where the workpiece is clamped is made with work surfaces having a taper matching the taper of the workpiece. This geometry allows you to securely fix the workpiece until plastic deformation. The punch moves down, displacing part of the volume of the elastic element V 1 , which moves the backing plate 10 down. Plastic deformation of the workpiece occurs under conditions of plane tension and significant active friction forces, between the punch - the workpiece and the elastic element - the workpiece. The process of plastic shaping is carried out until the workpiece is completely adhered over the entire surface of the punch, forming the dimensions of the finished part, and is limited by the amount of thinning of the workpiece in the danger zone of the smallest diameter. Active friction forces act on the contact surface of the elastic element and the workpiece, since the movement of the workpiece lags behind the backing plate.

Величину, создаваемого давления определяет эластичный буфер 8, находящийся под подкладной плитой 10. В основу расчета положено равенство усилий эластичного элемента и эластичного буфера, действующих на подкладную плиту (с разных сторон). Величина перемещения подкладной плиты равна величине сжатия эластичного буфера 8. Зная необходимое давление, находят усилие, действующее на подкладную плиту, приняв во внимание, что давление, создаваемое эластичным элементом в замкнутом объеме распространяется одинаково во всех направлениях. Из условия равенства усилий, как со стороны эластичного элемента, так и со стороны эластичного буфера имеем:The magnitude of the created pressure is determined by the elastic buffer 8, located under the backing plate 10. The calculation is based on the equality of the efforts of the elastic element and the elastic buffer acting on the backing plate (from different sides). The amount of movement of the backing plate is equal to the amount of compression of the elastic buffer 8. Knowing the required pressure, find the force acting on the backing plate, taking into account that the pressure created by the elastic element in a closed volume is distributed equally in all directions. From the condition of equality of efforts, both from the side of the elastic element and from the side of the elastic buffer we have:

где q, qб - соответственно давления, создаваемые эластичным элементом и эластичным буфером;where q, q b - respectively, the pressure created by the elastic element and the elastic buffer;

Dб=(0,75-0,8)Dконт - наружный диаметр эластичного буфера;D b = (0.75-0.8) D contact - the outer diameter of the elastic buffer;

Dб=d/(0,75-0,8) - внутренний диаметр эластичного буфера.D b = d / (0.75-0.8) - the inner diameter of the elastic buffer.

Принятые соотношения диаметров берутся из условия сжатия эластичного буфера до 25%. Это исключает быстрый износ эластичного буфера и предохраняет от разрушения контейнера при высоких давлениях, в случае ошибки при регулировке хода пуансона. Из выражения (1) находим:The accepted ratio of the diameters are taken from the compression conditions of the elastic buffer to 25%. This eliminates the rapid wear of the elastic buffer and prevents destruction of the container at high pressures, in the event of an error in adjusting the stroke of the punch. From the expression (1) we find:

где Dконт - внутренний диаметр контейнера, который находится из условия:where D cont - the inner diameter of the container, which is found from the condition:

где Vэл.элем. - объем эластичного элемента.where V is e-elem. - the volume of the elastic element.

где Vкон - внутренний объем, ограниченный конической заготовкой;where V con - internal volume bounded by a conical billet;

Vцил - объем, сформированный цилиндрической частью выталкивателя при формообразовании;V cyl - the volume formed by the cylindrical part of the ejector during shaping;

Vэл.цил. - объем эластичного цилиндра;V el. - the volume of the elastic cylinder;

hэл.цил. - высота эластичного цилиндра.h el. - the height of the elastic cylinder.

Определим диаметр контейнера с учетом записи (3):Determine the diameter of the container, taking into account the record (3):

Объем смещенной части эластичного элемента при формообразовании выпуклой детали вычисляется:The volume of the displaced part of the elastic element during the shaping of the convex part is calculated:

где Vдет - объем, детали без учета припусков под зажимы, равныйwhere V det - volume, details excluding allowances for clamps, equal

где:Where:

По построенной или известной номограмме, с учетом найденного значения qб установлена взаимосвязь между деформацией эластичного буфера и геометрическим соотношением для применяемого материала эластичного буфера:According constructed or known nomogram, with the found value q b set the relationship between the deformation of the elastic buffer and the geometric ratio for the applied elastic buffer material:

где hб - высота эластичного буфера;where h b - the height of the elastic buffer;

М - принятое значение.M is the accepted value.

Величина деформации сжатия эластичного буфера вычисляется по формуле:The compression strain of an elastic buffer is calculated by the formula:

где Δhб - величина сжатия эластичного буфера.where Δh b - the amount of compression of the elastic buffer.

Последние соотношения позволяют определить высоту эластичного буфера:The last ratios allow you to determine the height of the elastic buffer:

Приравняв два последних равенства, получим:Equating the last two equalities, we obtain:

Чтобы найти Δhб, надо иметь в виду: величина сжатия эластичного буфера зависит от величины смещенного объема при формировании детали заданных размеров. Так как эластичный элемент находится в замкнутом объеме, то внутреннее давление в нем зависит от возможного перемещения подкладной плиты 10, которая создает усилие сопротивления при сжатии эластичного буфера 8. При этом пуансон, внедряясь в эластичный элемент 7, перемещает часть объема V1 (смещенный объем) в объем V2. Так как эластичный элемент практически несжимаем, то можно принять V1=V2. Объем V1, сечение которого имеет фигуру, близкую к треугольнику Δabc, с одной стороны ограничен наружной поверхностью детали, а с другой - внутренней поверхностью эластичного элемента, совпадающей с наружной поверхностью заготовки. Объем V2 имеет в сечении фигуру прямоугольника a'b'c'd' и равен:To find Δh b , you need to keep in mind: the amount of compression of the elastic buffer depends on the magnitude of the displaced volume during the formation of a part of a given size. Since the elastic element is in a closed volume, the internal pressure in it depends on the possible movement of the backing plate 10, which creates a resistance force when compressing the elastic buffer 8. In this case, the punch, penetrating into the elastic element 7, moves part of the volume V 1 (displaced volume ) into the volume V 2 . Since the elastic element is practically incompressible, we can take V 1 = V 2 . The volume V 1 , the cross section of which has a figure close to the triangle Δabc, is limited on the one hand by the outer surface of the part, and on the other, by the inner surface of the elastic element, which coincides with the outer surface of the workpiece. The volume V 2 has in cross section the shape of the rectangle a'b'c'd 'and is equal to:

Из условия равенства V1=V2 находим:From the equality condition V 1 = V 2 we find:

Далее по номограмме выбирают точку пересечения трех линий: горизонтальной прямой, соответствующей давлению эластичного буфера; вертикальной прямой, соответствующей выбранному значению деформации сжатия буфера; кривой зависимости qб=f(ε) при геометрическом соотношении М. Причем значения М и ε должны удовлетворять зависимости (13). По формулам (11, 12) определялась высота эластичного буфера.Then, according to the nomogram, the intersection point of three lines is selected: a horizontal line corresponding to the pressure of the elastic buffer; a vertical line corresponding to the selected value of the buffer compression strain; the dependence curve q b = f (ε) with the geometric relationship M. Moreover, the values of M and ε must satisfy the dependence (13). By the formulas (11, 12), the height of the elastic buffer was determined.

Для реализации процесса формообразования предлагаемым способом необходимым условием является создание активных сил трения на границе эластичный элемент - заготовка, которое выполняется в том случае, если величина перемещения эластичного буфера Δhб больше величины перемещения пуансона Δh:To implement the shaping process by the proposed method, a necessary condition is the creation of active friction forces at the boundary of the elastic element - the workpiece, which is performed if the displacement of the elastic buffer Δh b is greater than the displacement of the punch Δh:

Из выражения (15) найдем величину диаметра контейнера, удовлетворяющую выполнению условия:From expression (15) we find the value of the diameter of the container that satisfies the condition:

Использование устройства предлагаемой конструкции позволяет формовать тонкостенных осесимметричных детали выпуклой формы с большими отклонениями диаметров большого основания к меньшему и, регулируя давление заготовки на пуансон с помощью эластичного элемента, получать равномерное распределение толщины вдоль образующей.Using the device of the proposed design allows forming thin-walled axisymmetric parts of a convex shape with large deviations of the diameters of the large base to a smaller one and, by adjusting the pressure of the workpiece on the punch using an elastic element, to obtain a uniform distribution of thickness along the generatrix.

Claims (1)

Устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей выпуклой формы, содержащее выталкиватель, матрицу, пуансон, прижим, снабжено плитой штампа, на которую установлен контейнер, причем внутри контейнера на подкладной плите расположен эластичный элемент, а между плитой штампа и подкладной плитой расположен эластичный буфер, отличающееся тем, что внутренний диаметр контейнера Dконт определен из соотношения:A device for shaping thin-walled axisymmetric parts of a convex shape, containing a pusher, a die, a punch, a clamp, is equipped with a stamp plate on which the container is mounted, and an elastic element is located on the bed plate inside the container, and an elastic buffer is located between the stamp plate and the bed plate, characterized in that the inner diameter of the container D cont determined from the ratio:
Figure 00000001
Figure 00000001
где V1 - объем смещенной части эластичного элемента при формообразовании выпуклой детали;where V 1 is the volume of the displaced part of the elastic element during the shaping of the convex part; Δhб - величина сжатия эластичного буфера;Δh b - the amount of compression of the elastic buffer; d - диаметр меньшего основания детали.
Figure 00000002
d is the diameter of the smaller base of the part.
Figure 00000002
RU2010140398/02U 2010-10-01 2010-10-01 DEVICE FOR FORMING THIN-WALL AXISYMMETRIC CONVEX DETAILS RU102543U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140398/02U RU102543U1 (en) 2010-10-01 2010-10-01 DEVICE FOR FORMING THIN-WALL AXISYMMETRIC CONVEX DETAILS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140398/02U RU102543U1 (en) 2010-10-01 2010-10-01 DEVICE FOR FORMING THIN-WALL AXISYMMETRIC CONVEX DETAILS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU102543U1 true RU102543U1 (en) 2011-03-10

Family

ID=46311353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010140398/02U RU102543U1 (en) 2010-10-01 2010-10-01 DEVICE FOR FORMING THIN-WALL AXISYMMETRIC CONVEX DETAILS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU102543U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580269C1 (en) * 2014-10-07 2016-04-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Device for folding and forming of thin-wall conical workpiece

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580269C1 (en) * 2014-10-07 2016-04-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Device for folding and forming of thin-wall conical workpiece

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106734841A (en) A kind of pair of flange multidirectional precision forming device of I-shaped stainless steel body
CN101195142A (en) Mold and shaping technique for metal sheet material deep-drawing cup shell
CN105149443A (en) Rigid blank holder deep drawing die for thin-walled hemispheric high-pressure membrane with flange
Özek et al. The effect of die/blank holder and punch radiuses on limit drawing ratio in angular deep-drawing dies
CN103386431A (en) Soft flange molding method by rigid soft convex die compound bulging processing
CN203565597U (en) Rigid soft convex die composite bulging tool
CN105682820B (en) Impact forming method
RU102543U1 (en) DEVICE FOR FORMING THIN-WALL AXISYMMETRIC CONVEX DETAILS
RU2491147C2 (en) Method of forging large-sized half-bodies of ball valves with throat and spherical part
CN105665534A (en) Drawing die
RU2354481C1 (en) Bellow forming die
CN104801603B (en) Working method of pressurization mold
CN105562528A (en) Pressurization stamping die
Chen et al. Investigation into influence of pre-bulging on subsequent hydrodynamic deep drawing
RU78709U1 (en) DEVICE FOR FORMING THIN-WALL TRUNKED SHRINKING SHELLS
CN105880346A (en) Double-acting extrusion molding control method for copper cone part
JP5157716B2 (en) Method for manufacturing universal joint yoke
CN210676794U (en) Forging and pressing die for high-precision wear-resistant alloy mobile phone frame
CN102151786A (en) Wobbler screw head die forging device and die forging method thereof
CN105964801A (en) Stamping die
RU2580269C1 (en) Device for folding and forming of thin-wall conical workpiece
RU2551036C1 (en) Device for shaping of thin-wall axisymmetrical parts of flattened converging shape
CN108145019A (en) A kind of molding die
RU104103U1 (en) HOOD STAMP
CN202087753U (en) Forge forming device for thick-walled tapered hollow tube

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20110227