RU2221665C2

RU2221665C2 - Method for working openings at using fluid pressure and apparatus for performing the same

Info

Publication number: RU2221665C2
Application number: RU2001120241/02A
Authority: RU
Inventors: Б.И. Каменецкий; А.Л. Соколов; С.А. Широбоков; В.Ю. Липчинский
Original assignee: Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро автоматических линий "Ротор"
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2004-01-20

Abstract

FIELD: metallurgy, namely processes of cold plastic working of openings by piercing mandrel with use of viscous lubricant placed between deforming tool-mandrel and opening of blank. SUBSTANCE: method comprises steps of filling opening with lubricant; placing blank in die mounted in apparatus placed on table of hydraulic press; pushing mandrel through opening by means of plate of hydraulic press; controlling pressure of lubricant which influences upon quality of piercing by means of throttle connected with cavity of die. Apparatus includes punch for mounting mandrel; die for placing blank; spring-loaded stop; throttle and knocking out member. At reverse stroke of mandrel stop holds article in die. When mandrel is out of opening, knocking out member automatically knocks article out of die. EFFECT: simplified design, enlarged manufacturing possibilities. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии холодной пластической обработки отверстий в металлических заготовках методом дорнования, при котором дорн проталкивают вдоль образующей отверстия, заполненного текучей средой-смазкой. The invention relates to the technology of cold plastic processing of holes in metal billets by the burnishing method, in which the mandrel is pushed along a generatrix of an opening filled with a lubricating fluid.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обработки отверстий и устройство для его осуществления, описанные в кн. Гидропластическая обработка металлов. Пер. с болг. под ред. Богоявленского К.Н. и др. - Л.: Машиностроение, 1988, с.159, рис.4.15 - прототип. Closest to the proposed invention is a method of processing holes and a device for its implementation, described in the book. Hydroplastic processing of metals. Per. with bulg. under the editorship of Epiphany K.N. et al. - L.: Mechanical Engineering, 1988, p. 159, Fig. 4.15 - prototype.

В указанном способе применяют гидродорн, имеющий аксиальный и несколько радиальных каналов для подачи смазки в зону дорнования. In this method, a hydrodorn is used having an axial and several radial channels for supplying lubricant to the burnishing zone.

К недостаткам прототипа следует отнести необходимость регулировки давления смазки в зоне дорнования при помощи дополнительного достаточно сложного устройства. The disadvantages of the prototype include the need to adjust the pressure of the lubricant in the burning area using an additional rather complex device.

Технической задачей является упрощение способа и устройства, расширение возможностей. The technical task is to simplify the method and device, expanding capabilities.

Технический результат достигается тем, что в способе обработки отверстий с использованием текучей среды, включающем размещение заготовки с отверстием в матрице, обработку отверстия путем проталкивания в него дорна посредством пуансона, взаимодействующего с источником проталкивающей силы, подачу текучей среды, образующей между дорном и поверхностью отверстия изолирующий жидкостной слой, передающий деформирующее усилие, регулирование давления текучей среды, в качестве источника проталкивающей силы используют гидропресс, воздействующий на пуансон, который производит проталкивание дорна за счет усилия гидропресса, при этом отверстие в заготовке заранее заполняют текучей средой, давление которой регулируют при помощи гидродросселя, соединенного с полостью матрицы, и производят извлечение обработанной заготовки при помощи выталкивателя, кинематически связанного с пуансоном. The technical result is achieved in that in a method of processing holes using a fluid, including placing a workpiece with a hole in the matrix, processing the hole by pushing a mandrel into it by means of a punch interacting with a source of pushing force, supplying a fluid that forms an insulating between the mandrel and the surface of the hole the fluid layer transmitting the deforming force, the regulation of the pressure of the fluid, use a hydraulic press as a source of pushing force, acting pressure on the punch, which pushes the mandrel due to the force of a hydraulic press, while the hole in the preform is pre-filled with a fluid medium, the pressure of which is regulated using a hydraulic throttle connected to the die cavity, and the processed workpiece is extracted using an ejector kinematically connected to the punch.

Способ характеризуется тем, что в качестве текучей среды используют вязкую смазку. The method is characterized in that a viscous lubricant is used as the fluid.

Указанный способ реализуется при помощи устройства, содержащего основание с матрицей для заготовки, пуансон для проталкивания дорна через отверстие в заготовке, механизм регулирования давления текучей среды в заготовке, причем на пуансоне, установленном с возможностью взаимодействия с рабочим органом гидропресса, посредством упругого элемента закреплен с возможностью взаимодействия с заготовкой кольцевой упор, при этом устройство оборудовано выталкивателем заготовки, который содержит упор, размещенный внутри матрицы, и хвостовик, кинематически связанный с пуансоном, причем упор имеет глухое аксиальное отверстие, соосное отверстию в заготовке, и сквозной радиальный канал, а механизм регулирования давления содержит гидродроссель, соединенный с полостью матрицы через выполненный в нем сквозной радиальный канал. The specified method is implemented using a device containing a base with a matrix for the workpiece, a punch for pushing the mandrel through the hole in the workpiece, a mechanism for controlling the pressure of the fluid in the workpiece, and on the punch installed with the possibility of interaction with the working body of the hydraulic press, with the help of an elastic element is fixed with the possibility interaction with the workpiece annular emphasis, while the device is equipped with a workpiece ejector, which contains the emphasis placed inside the matrix, and the shank, mathematically connected with the punch, and the emphasis has a blind axial hole coaxial with the hole in the workpiece and a through radial channel, and the pressure control mechanism comprises a hydraulic throttle connected to the matrix cavity through a through radial channel made in it.

Устройство характеризуется тем, что хвостовик выталкивателя связан с пуансоном посредством коромысла и тяг. The device is characterized in that the ejector shank is connected to the punch by means of a rocker arm and rods.

Изобретение поясняется чертежами, на которых показаны следующие виды: фиг. 1, слева - исходное положение устройства, справа - упор пуансона прижат к заготовке, фиг. 2, слева - дорн в нижнем положении, справа - толкатель в верхнем положении. The invention is illustrated by drawings, which show the following types: FIG. 1, on the left - the initial position of the device, on the right - the emphasis of the punch is pressed against the workpiece, FIG. 2, on the left - the mandrel in the lower position, on the right - the pusher in the upper position.

Источником проталкивающей силы служит гидропресс, имеющий рабочую плиту 1. В конкретном примере устройство содержит подвижную плиту 2 для передачи усилия от плиты 1 гидропресса пуансону 3. К пуансону при помощи упругого элемента, содержащего разделительные шайбы 4 и упругие кольца 5, присоединен кольцевой упор 6. Дорн 7, выполненный съемным, прикреплен к пуансону 3 резьбовым соединением (условно не показано). В матрице 8, предназначенной для заготовки 9, выполнен сквозной радиальный канал "а". В заготовке имеется отверстие "б" для смазки. Уплотнение 10 предотвращает просачивание смазки через зазоры между деталями из матрицы, которая закреплена на основании 11. Устройство установлено на рабочем столе 12 гидропресса. The source of the pushing force is a hydraulic press having a working plate 1. In a specific example, the device comprises a movable plate 2 for transmitting force from the hydraulic press plate 1 to the punch 3. An annular stop 6 is attached to the punch by means of an elastic element containing dividing washers 4 and elastic rings 5. Dorn 7, made removable, attached to the punch 3 threaded connection (not shown conventionally). In the matrix 8, intended for the workpiece 9, a through radial channel "a" is made. In the workpiece there is a hole "b" for lubrication. The seal 10 prevents the leakage of grease through the gaps between the parts of the matrix, which is fixed on the base 11. The device is installed on the work table 12 hydraulic press.

Выталкиватель 13 состоит из упора 14, размещенного внутри матрицы, и хвостовика 15. В упоре 14 выполнен сквозной радиальный канал "в" и глухое аксиальное отверстие "г". В исходном положении устройства канал "в" совмещается с каналом "а" в матрице, который соединен с гидродросселем 16, имеющим патрубок 17 для слива смазки в маслосборник. Позицией 18 обозначено обработанное изделие. Хвостовик 15 связан посредством тяг 19 и коромысла 20 с плитой 2. The pusher 13 consists of an abutment 14 located inside the matrix and a shank 15. At the abutment 14, a through radial channel “c” and a blind axial bore “g” are made. In the initial position of the device, the channel "b" is aligned with the channel "a" in the matrix, which is connected to the hydraulic throttle 16 having a pipe 17 for draining the grease into the oil pan. Position 18 denotes the processed product. The shank 15 is connected by rods 19 and rocker 20 with the plate 2.

Обработку заготовки производят в следующем порядке. Сначала отверстие "г", каналы "в", "а" и гидродроссель 16 устройства заполняют густой смазкой типа солидол. Заготовку 9, в которой отверстие "б" также заполняют смазкой, устанавливают на упоре 14. Затем при помощи регулирующего механизма гидродросселя 16 устанавливают такой расход смазки через канал "а", при котором в матрице обеспечивается давление смазки, соответствующее усилию проталкивания дорна через заготовку из данного материала. Исходное положение устройства показано на фиг.1, слева. Processing the workpiece is carried out in the following order. First, the hole "g", the channels "in", "a" and the hydraulic throttle 16 of the device are filled with grease such as solid oil. The workpiece 9, in which the hole "b" is also filled with grease, is installed on the stop 14. Then, using the regulating mechanism of the hydraulic throttle 16, a lubricant flow rate through the channel "a" is established at which the lubricant pressure corresponding to the force of pushing the mandrel through the workpiece from this material. The initial position of the device is shown in figure 1, on the left.

При включении гидропресса плита 1 опускается вместе с плитой 2 и пуансоном 3 вниз. Сначала упор 6 прижимается к заготовке 9 и фиксирует ее, как показано на фиг.1, справа. При этом конус зуба дорна 7 входит в отверстие "б" заготовки. При дальнейшем опускании плиты 2 сжимаются кольца 5, дорн входит в отверстие "б" заготовки и производит пластическую деформацию заготовки. При этом давление деформации передается через слой смазки между дорном и поверхностью отверстия. Благодаря смазке не происходит налипания материала заготовки на зуб дорна. When you turn on the hydraulic press plate 1 is lowered together with the plate 2 and the punch 3 down. First, the emphasis 6 is pressed against the workpiece 9 and fixes it, as shown in figure 1, on the right. While the cone of the tooth mandrel 7 enters the hole "b" of the workpiece. With further lowering of the plate 2, the rings 5 are compressed, the mandrel enters the hole "b" of the workpiece and plastic deformation of the workpiece. In this case, the deformation pressure is transmitted through the lubricant layer between the mandrel and the surface of the hole. Thanks to the lubrication, the workpiece material does not adhere to the mandrel tooth.

При перемещении плиты 2 вниз до полного сжатия колец 5 дорн проходит через заготовку и попадает в отверстие "г" в упоре 14, как показано на фиг.2, слева. При этом смазка, выдавливаемая из отверстий "б", "г" через каналы "в", "а", проходит через гидродроссель 16 и сливается через патрубок 17. When moving the plate 2 down to the full compression of the rings 5, the mandrel passes through the workpiece and enters the hole "g" in the stop 14, as shown in figure 2, to the left. In this case, the lubricant squeezed out of the holes "b", "g" through the channels "c", "a" passes through the hydraulic throttle 16 and is drained through the pipe 17.

На последнем этапе плиту 1 гидропресса переключают на подъем. При перемещении плит 1, 2 вверх зуб дорна свободно проходит в обратном направлении через отверстие "б", поскольку изделие 18 прижато кольцевым упором 6 к упору 14 выталкивателя. При дальнейшем подъеме плиты 2 срабатывают связанные с ней тяги 19, которые через коромысло 20, соединенное с хвостовиком 15, поднимают выталкиватель 13. Упор 14 поднимается и выталкивает изделие 18 из матрицы 8, как показано на фиг.2 справа. При этом каналы "а", "в" разъединяются, а боковая поверхность упора 14 перекрывает канал "а", препятствуя возврату смазки из дросселя 16 в матрицу 8. At the last stage, the hydraulic press plate 1 is switched to the lift. When moving the plates 1, 2 up, the mandrel tooth freely passes in the opposite direction through the hole "b", since the product 18 is pressed by the ring stop 6 to the stop 14 of the ejector. With a further rise of the plate 2, the associated rods 19 are triggered, which, through the beam 20 connected to the shank 15, raise the ejector 13. The stop 14 rises and pushes the product 18 out of the matrix 8, as shown in figure 2 to the right. In this case, the channels "a", "b" are disconnected, and the lateral surface of the stop 14 overlaps the channel "a", preventing the return of lubricant from the throttle 16 to the matrix 8.

Согласно описанной выше схеме на предприятии ОАО КБАЛ "Ротор" изготовлен опытный образец устройства и обработаны две партии заготовок из сталей марок Х12М и Х12Ф. Качество обработки отверстий признано хорошим. Установлено, что давление смазки в матрице, которое необходимо выдерживать при обработке заготовок, в значительной степени зависит от сопротивления гидродросселя, которым легко управлять. According to the scheme described above, an experimental prototype of the device was manufactured at the enterprise of KBAL Rotor OJSC and two batches of billets from steel grades X12M and X12F were processed. The quality of hole processing is considered good. It was found that the lubricant pressure in the matrix, which must be maintained during processing of the workpieces, largely depends on the resistance of the hydraulic inductor, which is easy to control.

Claims

1. A method of processing holes using fluid pressure, including placing a workpiece with a hole in the matrix, processing the hole by pushing a mandrel into it by means of a punch interacting with a source of pushing force, supplying a fluid that forms an insulating liquid layer between the mandrel and the surface of the hole, transmitting deforming force, regulation of fluid pressure, characterized in that as a source of pushing force using a hydraulic press acting on the punch Which produces the pushing mandrel due to a hydraulic force, the hole in the workpiece advance is filled with fluid, the pressure in the preform is controlled by means of throttle valve connected to the die cavity and preform manufacture extraction using ejector is kinematically connected with the punch.

2. The method according to claim 1, characterized in that a viscous lubricant is used as the fluid.

3. A device for processing holes using fluid pressure, containing a base with a matrix for the workpiece, a punch for pushing the mandrel through the hole in the workpiece, a mechanism for controlling the pressure of the fluid in the workpiece, characterized in that the punch is installed with the possibility of interaction with the working body of the hydraulic press , with the help of an elastic element, an annular stop is fixed with the possibility of interaction with the workpiece, while the device is equipped with a workpiece ejector, which contains the stop, inside the matrix, and a shank kinematically connected with the punch, the emphasis having a blind axial hole coaxial with the hole in the workpiece and a through radial channel, and the pressure control mechanism includes a hydraulic throttle connected to the matrix cavity through a through radial channel made in it.

4. The device according to claim 3, characterized in that the shank of the ejector is connected to the punch by means of a rocker arm and rods.