SU1304956A1

SU1304956A1 - Способ калибровки сужающихс оболочек

Info

Publication number: SU1304956A1
Application number: SU853993878A
Authority: SU
Inventors: Игорь Петрович Попов; Валентин Дмитриевич Маслов; Вениамин Петрович Чистяков; Борис Владимирович Гальченко; Владимир Павлович Дьяков; Александр Николаевич Карпухин; Игорь Алексеевич Крзаков
Original assignee: Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1985-11-15
Publication date: 1987-04-23

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и.может быть использовано при штамповке высоких сужающихс конических оболочек. Целью изобретени вл етс повьшение ка- jiecTBa готовой детали путем увеличени точности ее размеров и формы.Калибровка осуществл етс в конической матрице 1 коническим пуансоном (П) 4. Между внутренней поверхностью заготовки 2 и П 4 помещают эластичный элемент (ЭЭ) 3. Местоположение его и размеры определ ют по расчетным зависимост м. При смыкании матрицы 1 и П 4 в результате уменьшени зазора между ними ЭЭ 3 начинает деформироватьс , и на конечной стадии заготовка 2 покрываетс эластичной средой , благодар чему усилие калибровки распредел етс по всей ее поверхности и независимо от ее разнотолтцин- ности при калибровке достигаетс высока точность. Трение между ЭЭ 3 и заготовкой больше, чем между матрицей 1 и заготовкой, что способствует возникновению в последней дополнительных раст гивающих напр жений, разглаживающих ее по матрице. 1 ил. € (Л ,//// 00 4 СО Сл 05

Description

fO

(5

Изобретение относитс к обработе металлов давлением и может быть спользовано при штамповке высоких ужающихс конических оболочек, отрытых с обоих торцов (без дна).

Цель изобретени - повышение каества готовой детали путем увеличеи точности ее размеров и формы.

На чертеже приведена схема, по с юща предлагаемый способ.

На схеме обозначены калибровочна матрица I, калибруема заготовка 2, кольцевой эластичньш элемент 3, калибровочный пуансон 4. На левой части схемы показана начальна стади процесса калибровки, на правой - заключительна стади .

Способ осуществл етс следующим образом.

При смыкании матрицы 1 и пуансона 4 в результате уменьшени зазора между ними эластичньй элемент 3 на- чинает деформироватьс , уменьшаетс его толщина и увеличиваетс ширина. Эластичный элемент перемещаетс относительно поверхности калибруемой заготовки в двух направлени х(вверх и вниз по оси) от своего первона- чального положени (как бы растекаетс между заготовкой и пуансоном). На заключительной стадии калибровки поверхность заготовки полностью покрыта эластичной средой. Благодар этому усилие, с помощью которого осуществл етс калибровка, распредел ет- с по всей поверхности оболочки и независимо от разнотолщинности оболочки при калибровке достигаетс высока точность размеров детали.

Ввиду того, что трение между эластичным элементом и заготовкой больше (дл полиуретана различных марок коэффициент трени по металлу равен .0,45-0,7), чем между матрицей и заготовкой (коэффициент трени равен 0,15-0,2), при перемещении эластичного элемента по поверхности заготовки возникают две противоположно на20

25

30

40

45

правленные силы Р, и Р , величины которых пропорциональны контактному давлению о .

Возникающие силы Р и Р создают дополнительные раст гивающие напр жени в заготовке, разглаживают ее по ма:трице и значительно повьшают точность размеров штампованной детали,

Размер кольца определ етс из услови , согласно которому эластичньш

5

элемент на заключительной стадии дол;- жен покрывать всю поверхность калибруемой оболочки и передавать на нее необходимое давление, завис щее от механических свойств материала оболочки и ее-геометрии.

Эластичное кольцо деформируетс достаточно устойчиво (не сворачиваетс в процессе калибровки), когда его начальна высота достигает двух- трех толщин. Поэтому принимаем, что h 3S,.

Давление, необходимое дл калибровки заготовки, определ етс по известной формуле

С)к S где S . «-)

R0

(-е- Р

толщина калибруемой обо

0

5

GP 30

лочки;

радиальное напр жение (поскольку торцы с обеих сторон у оболочки открыты, можно прин ть, 0); так как оболочки близки к детал 1м типа конус; тангенциальное напр жение дл сггуча калибровки. Следовательно, получаем

GK S 5- ,(I)

Р

О Г

R0

40

45

где Rg - средний радиус заготовки в тангенциальном направлении,

Ra + ЕЯ макс ймин

R0 2

с другой стороны, необходимое давление создаетс в результате деформации упругого элемента

((2)

где Е - модул) упругости эластичного . кольца (модуль эластичности); - деформаци кольца по толщине,

S.k С In --

Ou

Приравнива получаем

4 Re

равенства

тл 1 SH

Е.Щ -

Объем эластичного элемента до деормации равен

V 7Вн SH h или с учетом, что , получаем

V 37 DH К.(4)

В процессе кал гбровки объем эластичного кольца неизменен и его величину можно найти из услови , что на

всю внутреннюю поверхность В..„ + D,

заготовки

АЛИН

V

S -Н

макс 1 где Н - высота: заготовки.

Приравнива равенства (4) и (5), находим соотношение 6j Sl D,

(Омакс +О ин Подставл полученную зависимость в равенство (3), получаем взаимосв зь размеров зластичного кольца с параметрами калибруемой оболочки

(5

) Н

(6)

(D

MCtlcC

+ DMHN)H

6D, exp (

S Cc

R

-)

того, чтобы в процессе калибровки оболочка не перемещалась в осе-20 жести эластичного кольца располагает- вом направлении, силы Р, и Р

2 должны

взаимно уравновешиватьс . С этой целью эластичный кольцевой элемент помещают не посредине высоты оболоч-. ки, а ближе к ее основанию. Рассто ние центра т жести эластичного кольца от основани оболочки определ ют из услови равенства- усилий по торцам оболочки

25

с от основани оболочки, определено по зависимости (9) и равно мм. Диаметр оболочки в поперечном сечении , отсто щем от ее основани на рассто нии X 110 мм, равен 2Х

D,

D

30

U juntr t-. - 830 ММ. Н waKc

Поскольку предлагаемый способ калибровки повьш1ает точность обводов готовой детали, величина припуска на последуюЕГую механическую обработку снижена до 1,5 мм на сторону. Калибруема заготовка имеет S 13 мм, 320 мм.

+D,

30

-) X

н

их преобразований по- 35

-) (Н-Х)

(8)

или D.,D

н

макс

2Х tgo6

Выража из равенства (8) величину X, получаем

X К - л К

- S5t D

4 MQKC

Н

где

К - (ЗОмокс Омин 2Н X. tgot

ot - конусность оболочки.

Долговечность эластичного элемента , как показали исследовани (использовалс полиуретан СКУ-6 и СКУ- 7л), составл ет 20 тыс. штампованных деталей.

Пример. Из медного сплава (толщина заготовки из листа равн ет с 16 мм) за 7 операций выт жки штампуетс коническа оболочка высотой 1000 мм. Диаметр основани конуса ра

)

ю

15

300 мм. Заключительной формоизмен ющей операцией вл етс калибровка в жестком штампе согласно известному способу. После штамповки оболочка подвергаетс механической обработке по наружной и внутренней поверхност м . Поскольку контур оболочки при калибровке по базовой технологии имеет низкую точность размеров, припуск на механическую обработку назначаетс довольно значительным 3 мм на сторону .

С целью совершенствовани технологии использован предлагаемый способ штамповки. Эластичный элемент изготовлен из полиуретана СКУ-6. Модуль эластичности кольца равен ,5 кг/мм.

Рассто ние, на котором центр т -20 жести эластичного кольца располагает-

. 25

D,

D

30

35

U juntr t-. - 830 ММ. Н waKc

&g 14 кг/мм

При определении размеров эластичного кольца дл калибровки по зависимости (7) получено 8„ 80 мм. С

45

50

55

Н

целью некоторого увеличени давлени эластичного кольца на калибруемую заготовку прин то, что Зц 70 мм. Высота кольца мм.

В результате снижени величины припуска на механическую обработку до 1,5 мм на сторону толщина исходной заготовки из листа снижена на 3 мм. Получена экономи дорогосто щего штампуемого материала в размере 18.

Claims

Формула изобрет ени

Способ калибровки сужающихс оболочек путем деформации заготовки между калибровочным коническим пуансоном и калибровочной конической матрицей , отличающийс тем, что, с целью повышени качества готовой детали, между внутренней поверхностью заготовки и пуансоном помещают эластичный кольцевой элемент.

центр т жести которого располагают ближе к основанию оболочки, на рассто нии от него, определ емом по фор

«v-x.,

-t- D,

. 2H .

Mate (-0,

где (3D

oi - конусность оболочки; макс соответственно диаметры вершины и основани оболочки;

Н - высота оболочки, толщину эластичного элемента определ ют по формуле

(D 6DH

Макс мин ) Н

ехр (

S -б

R.

-

Е

Редактор Н,Тупица

Составитель И.Чернилевска

Техред М.Ходанич Корректор Т.Колб

1370/10

Тираж 733Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие,г.Ужгород,ул,Проектна ,4

04956

где S,R0

to

Е соответственно толщина и средний радиус тангенциальной кривизны оболочки; G - напр жение текучести материала оболочки; модуль эластичности материала кольца; - диаметр оболочки на рассто нии X от ее основани ,

а высоту элемента, определ ют из соотношени

D,

h 3 S

Н 5

15

где S - рассто ние внутренней поверхности оболочки до калибровочного пуансона.