RU2392077C1 - Способ формообразования полых деталей с косоугольными отводами - Google Patents
Способ формообразования полых деталей с косоугольными отводами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2392077C1 RU2392077C1 RU2009123170/02A RU2009123170A RU2392077C1 RU 2392077 C1 RU2392077 C1 RU 2392077C1 RU 2009123170/02 A RU2009123170/02 A RU 2009123170/02A RU 2009123170 A RU2009123170 A RU 2009123170A RU 2392077 C1 RU2392077 C1 RU 2392077C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- oblique
- pipe bend
- skew
- bend
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам формообразования полых деталей с отводами из трубных заготовок. Способ включает формование трубной заготовки путем силового воздействия на ее торцевые поверхности с одновременным приложением внутреннего давления наполнителя и подпором формуемого отвода пуансоном с поворотом опорной поверхности отвода в процессе формообразования при постоянном сечении последнего. Подпор отвода осуществляют пуансоном, выполненным в виде цилиндра со сферической поверхностью на торце и контактирующего с ним по этой поверхности вкладыша в виде сферического сегмента с высотой, превышающей радиус формуемого отвода. Изобретение обеспечивает повышение качества полых деталей с косоугольными отводами за счет создания благоприятной схемы напряженно-деформированного состояния в косоугольном отводе в процессе его формообразования. 2 ил.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам формообразования полых деталей с отводами из трубных заготовок.
Известно устройство для гидравлической штамповки полых деталей с отводами (описание изобретения к а.с. СССР №489548, МПК B21C 37/29 от 24.04.74, опубл. в бюл. №40 от 30.10.75, авт. Богоявленский К.Н., Серяков Е.И., Кобышев А.Н., аналог), в котором описан способ формообразования полых деталей с косоугольными отводами, включающий формование трубной заготовки путем силового воздействия на ее торцевые поверхности с одновременным приложением внутреннего давления и подпором формуемого отвода по его опорной поверхности. Металл в отводы подают как осевыми пуансонами, так и формоизменяющими вкладышами. По мере подачи металла вкладышами стенка трубной заготовки перемещается в отвод. Осадка материала трубной заготовки формоизменяющими вкладышами при уменьшении сечения формуемого отвода приводит к повороту опорной поверхности пуансона подпора за счет сил контактного трения между боковой поверхностью трубной заготовки и опорной поверхностью пуансона подпора. Благодаря этому подпор формуемого отвода является постоянным с момента начала выпучивания стенки трубной заготовки в отвод. Данным способом невозможно получить косоугольные тройники из тонкостенных трубных заготовок, так как переформовывание отводов с воздействием на их боковую поверхность формоизменяющих вкладышей сопровождается потерей устойчивости материала в виде образования продольных гофров вдоль отвода.
Известен способ формообразования полых деталей с косоугольными отводами, включающий формование трубной заготовки путем силового воздействия на ее торцевые поверхности с одновременным приложением внутреннего давления и подпором формуемого отвода с поворотом его опорной поверхности в процессе формообразования при постоянном сечении отвода (патент US 6202460 B1, B21C 37/29, приоритет от 20.03.2001, прототип). В известном способе опорная поверхность формуемого отвода поворачивается и подпирается по донной части косоугольного отвода благодаря тому, что сечение косоугольного отвода в процессе формообразования остается постоянным. Постоянство сечения косоугольного отвода тройника исключает и его поперечный обжим, а следовательно, потерю устойчивости в виде продольных гофров. В то же время поворот опорной поверхности формуемого отвода осуществляется по сложной пространственной винтовой траектории, а течение металла не является симметричным относительно плоскости, проходящей через оси трубной заготовки и формуемого отвода. Сначала заполняется металлом зона отвода с одной стороны от указанной плоскости, а затем с другой стороны. В результате зоны формуемого отвода испытывают попеременно то растягивающие, то сжимающие деформации. Интенсивность накопленной деформации в отводе тройника возрастает, а материал получает дополнительное деформационное упрочнение. В итоге происходит разрушение косоугольного отвода тройника, формуемого из тонкостенной трубной заготовки. Кроме того, для реализации известного способа необходимо обеспечить сложную кинематику перемещения пуансона подпора формуемого отвода, а применяемая штамповая оснастка должна включать в себя специальное приспособление, которое будет непрерывно отслеживать соответствие между углом поворота пуансона подпора и его перемещением вдоль оси отвода формуемого косоугольного тройника. Усложнение конструкции штамповой оснастки приводит к ее существенному удорожанию.
Технический результат - повышение качества обрабатываемых трубных заготовок за счет создания благоприятной схемы напряженно-деформированного состояния в косоугольном отводе в процессе его формообразования, снижение себестоимости штамповой оснастки.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе формообразования полых деталей с косоугольными отводами, включающем формование трубной заготовки путем силового воздействия на ее торцевые поверхности с одновременным приложением внутреннего давления и подпором формуемого отвода пуансоном с поворотом опорной поверхности отвода в процессе формообразования при постоянном сечении последнего, прикладывают внутреннее давление наполнителя, а подпор отвода осуществляют пуансоном, выполненным в виде цилиндра со сферической поверхностью на торце и контактирующего с ним по этой поверхности вкладыша в виде сферического сегмента с высотой, превышающей радиус формуемого отвода.
В заявляемом способе формообразования полых деталей с косоугольными отводами подпор косоугольного отвода осуществляется составным пуансоном, причем непосредственно с опорной поверхностью формуемого косоугольного отвода контактирует в процессе формообразования вкладыш в виде сферического сегмента с высотой, превышающей радиус формуемого отвода. Выбор геометрии вкладыша обусловлен необходимостью создания подпора по всей контактной поверхности дна формуемого косоугольного отвода без образования свободных от подпора зон. Если высота вкладыша в виде сферического сегмента превышает радиус формуемого косоугольного отвода, то в этом случае равнодействующая давления со стороны наполнителя на стенку трубной заготовки не проходит через центр вращения вкладыша, благодаря чему создается вращающий момент, способствующий повороту опорной поверхности вкладыша и обеспечивающий перпендикулярность донной части косоугольного отвода его оси в конечный момент формообразования. При равенстве значений высоты вкладыша в виде сферического сегмента и радиуса формуемого косоугольного отвода равнодействующая давления проходит через центр вращения и поворота вкладыша не происходит. В этом случае опорная поверхность формуемого косоугольного отвода не будет перпендикулярной его оси в конечный момент формообразования. Если же высота вкладыша в виде сферического сегмента будет меньше радиуса формуемого косоугольного отвода, то равнодействующая давления со стороны наполнителя на стенку трубной заготовки не пройдет через центр вращения вкладыша и вращающий момент будет направлен в сторону, противоположную направлению поворота опорной поверхности формуемого косоугольного отвода. Это также приведет к неправильной геометрии формуемого косоугольного отвода, т.е. опорная поверхность косоугольного отвода не будет перпендикулярной его оси в конце формообразования.
Применение заявляемого способа позволяет организовать подпор формуемого косоугольного отвода таким образом, чтобы пластическое течение металла в ходе процесса формообразования было симметричным относительно плоскости, проходящей через оси трубной заготовки и отвода. Это создает благоприятную схему напряженно-деформированного состояния и повышает равномерность пластической деформации. В результате качество обрабатываемых трубных заготовок повышается. Для реализации заявляемого способа пригодна традиционная штамповая оснастка без специальных приспособлений. Лишь пуансон подпора должен быть выполнен в виде цилиндра со сферической поверхностью на торце и контактирующего с ним по этой поверхности вкладыша в виде сферического сегмента с высотой, превышающей радиус формуемого отвода. Данный пуансон подпора может быть изготовлен на обычном токарном станке. Поэтому себестоимость штамповой оснастки в сравнении с прототипом может быть существенно снижена.
На фиг.1 изображен начальный момент реализации заявляемого способа формообразования полых деталей с косоугольными отводами;
на фиг.2 - конечный момент формообразования полой детали с косоугольным отводом.
Формообразование полых деталей с косоугольными отводами осуществляют следующим образом.
В трубной заготовке 1 размещают наполнитель 2, устанавливают их в нижнюю разъемную полуматрицу 3, смыкают нижнюю разъемную 3 с верхней (на чертеже не показана) разъемной полуматрицей. Формуют трубную заготовку 1 путем воздействия пуансонов осевого сжатия 4, 5 с усилиями Р на ее торцевые поверхности 6, 7 с одновременным приложением внутреннего давления q наполнителя 2 и подпором формуемого косоугольного отвода 8 усилием P1 с поворотом его опорной поверхности 9. Сечение косоугольного отвода 8 остается постоянным на протяжении всего процесса формообразования, а опорная поверхность 9 косоугольного отвода 8 подпирается составным пуансоном подпора 10, выполненным в виде цилиндра 11 со сферической поверхностью 12 на торце 13 и контактирующего с цилиндром 11 по сферической поверхности 12 вкладыша 14 в виде сферического сегмента с высотой h, превышающей радиус r формуемого косоугольного отвода 8. Поворот вкладыша 14 составного пуансона подпора 10, а следовательно, и опорной поверхности 9 формуемого косоугольного отвода 8 происходит благодаря возникновению вращающего момента величиной F·a, воздействующего на вкладыш 14. Вращающий момент создают приложением равнодействующей F внутреннего давления наполнителя 2 к стенке 15 трубной заготовки 1. При этом линия действия F не проходит через центр вращения С вкладыша 14, высота которого h превышает радиус r формуемого косоугольного отвода 8. По окончании процесса формообразования отводят пуансоны осевого сжатия 4, 5 от торцевых поверхностей 6, 7 трубной заготовки 1, сбрасывая до нуля внутреннее давление q наполнителя 2. Размыкают разъемные нижнюю 3 и верхнюю (на чертеже не показана) полуматрицы, извлекают отформованную полую деталь 16 с косоугольным отводом 8, удаляя наполнитель 2.
Пример. Осуществляли формообразование полой детали 16 с косоугольным отводом 8 диаметром d=80 мм, наклоненным к продольной оси трубной заготовки 1 на угол α=75°. Заготовкой служил отрезок трубы из стали 12Х18Н10Т диаметром D=100 мм с толщиной стенки t=1,0 мм и длиной l=270 мм. На трубную заготовку 1 наносили делительную сетку.
В трубной заготовке 1 размещали эластичный наполнитель 2 в виде цилиндра из полиуретана марки СКУ-7Л диаметром 97 мм, устанавливали их в нижнюю полуматрицу 3 пресса ПШП-50/200, смыкали нижнюю 3 с верхней (на чертеже не показана) разъемной полуматрицей усилием 1600 кН. Формовали трубную заготовку 1 путем воздействия с усилиями Р=1200 кН на ее торцевые поверхности 6, 7 с одновременным приложением внутреннего давления q=160 МПа к стенке 15 трубной заготовки 1 и подпором формуемого отвода 8 с усилием P1=400 кН. На протяжении всего процесса формообразования диаметр d косоугольного отвода 8 оставался постоянным и равным 80 мм, а опорная поверхность 9, подпираемая вкладышем 14, повернулась относительно продольной оси трубной заготовки 1 на угол α=75°. Поворот опорной поверхности 9 формуемого косоугольного отвода 8 произошел благодаря возникновению вращающего момента, приложенного к вкладышу 14, высота которого составляла h=50 мм. По окончании процесса формообразования отводили пуансоны 4, 5 осевого сжатия от торцевых поверхностей 6, 7 трубной заготовки 1, сбрасывая до нуля внутреннее давление q наполнителя 2. Размыкали нижнюю 3 и верхнюю (на чертеже не показана) разъемные полуматрицы, извлекали отформованную полую деталь 16 с косоугольным отводом 8, который имел высоту Н=15 мм, достаточную для последующего применения автоматической сварки при сборке полой детали 16 в трассу трубопровода. Искажение ячеек делительной сетки, нанесенной на поверхность трубной заготовки 1, свидетельствовало о том, что течение металла в процессе формообразования было равномерным и симметричным относительно плоскости, содержащей продольную ось трубной заготовки 1 и ось формуемого косоугольного отвода 8. Косоугольный отвод 8 при этом имел правильную цилиндрическую форму, обусловленную равномерным и постоянным подпором опорной поверхности 9 по всей ее площади на протяжении процесса формообразования полой детали 16, что указывает на ее высокое качество.
В результате применения предлагаемого способа количество бракованных деталей уменьшилось в 1,3 раза, а себестоимость штамповой оснастки снизилась на 60%.
Claims (1)
- Способ формообразования полых деталей с косоугольными отводами, включающий формование трубной заготовки путем силового воздействия на ее торцевые поверхности с одновременным приложением внутреннего давления и подпором формуемого отвода пуансоном с поворотом опорной поверхности отвода в процессе формообразования при постоянном сечении последнего, отличающийся тем, что прикладывают внутреннее давление наполнителя, а подпор отвода осуществляют пуансоном, выполненным в виде цилиндра со сферической поверхностью на торце и контактирующего с ним по этой поверхности вкладыша в виде сферического сегмента с высотой, превышающей радиус формуемого отвода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009123170/02A RU2392077C1 (ru) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | Способ формообразования полых деталей с косоугольными отводами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009123170/02A RU2392077C1 (ru) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | Способ формообразования полых деталей с косоугольными отводами |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2392077C1 true RU2392077C1 (ru) | 2010-06-20 |
Family
ID=42682600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009123170/02A RU2392077C1 (ru) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | Способ формообразования полых деталей с косоугольными отводами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2392077C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2528927C1 (ru) * | 2013-03-28 | 2014-09-20 | ФГБОУ ВПО "Воронежский Государственный Университет Инженерных Технологий" | Способ формообразования неравнопроходных тройников из трубной заготовки |
CN113953360A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-21 | 河北海航管道制造有限公司 | 一种冷挤压钢制无缝y型三通制造工艺及模具 |
CN117548556A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-13 | 南昌航空大学 | 一种周向弯曲斜三通管内高压成形装置及其成形方法 |
-
2009
- 2009-06-17 RU RU2009123170/02A patent/RU2392077C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2528927C1 (ru) * | 2013-03-28 | 2014-09-20 | ФГБОУ ВПО "Воронежский Государственный Университет Инженерных Технологий" | Способ формообразования неравнопроходных тройников из трубной заготовки |
CN113953360A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-21 | 河北海航管道制造有限公司 | 一种冷挤压钢制无缝y型三通制造工艺及模具 |
CN113953360B (zh) * | 2021-10-21 | 2023-11-28 | 河北海航管道制造有限公司 | 一种冷挤压钢制无缝y型三通制造工艺及模具 |
CN117548556A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-13 | 南昌航空大学 | 一种周向弯曲斜三通管内高压成形装置及其成形方法 |
CN117548556B (zh) * | 2024-01-12 | 2024-04-09 | 南昌航空大学 | 一种周向弯曲斜三通管内高压成形装置及其成形方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2505370C1 (ru) | Способ и устройство для изготовления труб со стыковым швом из металлических листов | |
Ahmed et al. | Estimation of machine parameters for hydraulic bulge forming of tubular components | |
JP4557006B2 (ja) | プラグ、プラグを用いた拡管方法及び金属管の製造方法及び金属管 | |
CN104191166A (zh) | 一种铝合金高筒薄壁环件的轧制成形方法 | |
CN102500662A (zh) | 大型管件整径矫圆方法 | |
WO2006025369A1 (ja) | ダイス、段付き金属管の製造方法及び段付き金属管 | |
KR20090115471A (ko) | Ecae 공정을 이용한 튜브형 소재의 결정립 미세화 장치및 방법 | |
RU2392077C1 (ru) | Способ формообразования полых деталей с косоугольными отводами | |
Zhbankov et al. | New schemes of forging plates, shafts, and discs | |
CN106216965B (zh) | 一种轴承铜合金保持架的铸辗复合成形方法 | |
CN105414233A (zh) | 一种带背压反挤压模具及采用该模具的加工工艺 | |
WO2002024366A1 (fr) | Procede permettant de former un rouleau lamine a froid a diametre decroissant pour un tuyau metallique et tuyau metallique obtenu au moyen de ce procede | |
US3646799A (en) | Method of making molds for continuous casting machines | |
RU2354481C1 (ru) | Штамп для формообразования сильфонов | |
Lang et al. | Analysis of key parameters in sheet hydroforming combined with stretching forming and deep drawing | |
RU2492010C1 (ru) | Способ волочения провода контактного из меди и ее сплавов | |
KR20120127974A (ko) | 관형 금속재료의 결정립 미세화 방법 | |
RU2635685C1 (ru) | Способ прошивки в стане винтовой прокатки | |
RU2461436C1 (ru) | Способ изготовления тонкостенных корпусов переменного сечения | |
Shinkin | Calculation of parameters of the asymmetrical three-roller sheet-bending rolls in steel pipes production | |
RU2348478C2 (ru) | Способ формообразования деталей типа тройников, например корпусов водо- и теплосчетчиков из трубных заготовок гидроштамповкой | |
RU2528927C1 (ru) | Способ формообразования неравнопроходных тройников из трубной заготовки | |
RU2320440C1 (ru) | Способ формообразования полых деталей с косоугольными отводами | |
RU2422226C1 (ru) | Устройство для штамповки тройников из трубных заготовок | |
RU2528928C1 (ru) | Способ изготовления гибкой крутоизогнутых патрубков |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180618 |