SU1701416A1

SU1701416A1 - Method of manufacturing hollow items and relevant device

Info

Publication number: SU1701416A1
Application number: SU884481293A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Матросов; Геннадий Афанасьевич Раханский; Александр Геннадиевич Пименов; Вадим Григорьевич Сынков
Original assignee: Донецкий физико-технический институт АН УССР
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1988-09-13
Publication date: 1991-12-30

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, в частности к устройствам дл получени полых изделий (труб) жидкостью высокого давлени . Цель изобретени - повышение производительности и качества получаемых трубных заготовок. Дл этого деформацию заготовки со сквозным отверстием осуществл ют воздействием жидкостью высокого давлени , при этом основную деформацию формировани внутренней полости путем закрепленного снизу экспандера производ т одновременно с наружным калибрующим обжатием через ко- аксиально ему расположенную матрицу. В зону деформации экспандера дополнительно осуществл ют гидростатический ввод смазки. Контейнер и опора экспандера выполнены с возможностью перемещени соответственно по оси обработки и перпендикул рно ей. Головка экспандера содержит центральный и св зывающие с ним деформационные зоны радиальные каналы . Рабочий угол экспандера по величине превышает угол обжимной калибрующей матрицы. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. сл сThe invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to devices for producing hollow articles (pipes) with high-pressure liquids. The purpose of the invention is to increase the productivity and quality of the obtained billets. For this, the deformation of the workpiece with a through hole is carried out by exposure to high-pressure liquid, while the main deformation of the formation of the internal cavity by means of an expander fixed at the bottom is performed simultaneously with the external calibrating compression through a coaxially arranged matrix. In addition, a hydrostatic lubricant is introduced into the expander deformation zone. The expander container and support are adapted to move respectively along the processing axis and perpendicular to it. The expander head contains the central and deformation zones associated with it, the radial channels. The working angle of the expander is larger than the angle of the crimp gage matrix. 2 sec. f-ly, 1 ill. cl

Description

Изобретение относитс к обработке металлов давлением, в частности к устройствам дл получени полых изделий (труб) жидкостью высокого давлени .The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to devices for producing hollow articles (pipes) with high-pressure liquids.

Цель изобретени - повышение производительности и качества получаемых трубных заготовок.The purpose of the invention is to increase the productivity and quality of the obtained billets.

На чертеже представлено устройство дл реализации данного способа.The drawing shows a device for implementing this method.

Устройство дл гидростатического экс- пандировани содержит контейнер 1, пуансон 2, обжимную калибрующую матрицу 3, экспандер 4, державку 5 экспандера и его опору 6, подставку 7 контейнера, т ги перемещени 8 контейнера и т гу перемещени 9 опоры экспандера, соединенные с гидроцилиндрами перемещени (не показаны).The device for hydrostatic expander comprises a container 1, a plunger 2, a crimping gage matrix 3, an expander 4, an expander holder 5 and its support 6, a container stand 7, a container displacement 8 and a expander support arm 9 that are connected to the displacement hydraulic cylinders (not shown).

На чертеже также обозначены демпфирующий упор 10 дл издели , окно 11 в подставке 7, центральный 12 и радиальный 13The drawing also shows the damping abutment 10 for the product, the window 11 in the stand 7, the central 12 and the radial 13

каналы в головке экспандера, обрабатываема заготовка 14.channels in the expander head, the workpiece is processed 14.

Диаметр каналов 12 и 13 составл ет 1,5-3 мм. В качестве демпфирующего упора служит резинова прокладка или пружина сжати . Подставка 7 скреплена с контейнером 1. Рабочий угол головки экспандера по величине больше угла матричной воронки и составл ет, например, дл экспандера 40- 60° (2ci) и 20-30° дл матрицы. Количество деформационных зон экспандера, в зависимости от количества подводов жидкости по высоте экспандера, выбираетс не менее 2-х (один р д радиальных каналов). Материалом-державки экспандера служит термооб- работанна инструментальна сталь, например, Х12М; отношение длины к диаметру 5-10.The diameter of the channels 12 and 13 is 1.5-3 mm. A rubber gasket or a compression spring serves as a damping stop. The support 7 is fastened to the container 1. The working angle of the expander head is larger than the angle of the matrix funnel and is, for example, 40 to 60 ° (2ci) for the expander and 20 to 30 ° for the matrix. The number of deformation zones of the expander, depending on the number of liquid inlets along the height of the expander, is chosen at least 2 (one row of radial channels). The expander tooling material is heat-treated tool steel, for example, X12M; the ratio of length to diameter is 5-10.

Пример. Заготовки из меди М05 диаметром 75 мм высотой 60 мм имеют про« аExample. Preparations from M05 copper with a diameter of 75 mm and a height of 60 mm have pro “a

ON ON

сверленное сквозное отверстие диаметром 20 мм. Матрица с двойным углом формообразующего конуса 30°, диаметр калибрующего отверсти 70 мм. Головка экспандера с рабочим конусом 60°, диаметр калибрующего по ска 60 мм, на высоте равной половине очага деформации включен один подвод гидростатической смазки.drilled through hole with a diameter of 20 mm. The matrix with a double angle of the form-forming cone is 30 °, the diameter of the calibrating hole is 70 mm. The expander head with a working cone of 60 °, the diameter of the calibrating ska 60 mm, at a height equal to half of the deformation zone included one supply of hydrostatic lubricant.

В контейнер опускают 2-3 заготовки, при контакте с инструментом заготовка уплотн етс по сопр гаемым поверхност м с матрицей и экспандером. Затем в канал контейнера заливают рабочую жидкость, например касторовое масло, и движением пуансона 2 создают давление. Под действием давлени сжатой жидкости заготовка начинает деформироватьс в кольцевую щель, образованную экспандером и матрицей. При этом отверстие заготовки раздаетс в 3 раза, а наружный размер заготовки за счет наружного калибрующего обжати уменьшаетс в 1,075 раза,Two or three blanks are lowered into the container, and in contact with the tool, the blank is compacted along the mating surfaces with the die and the expander. Then, a working fluid, for example castor oil, is poured into the canal of the container, and the pressure of the punch 2 is created. Under the pressure of the compressed fluid, the preform begins to deform into an annular gap formed by the expander and the die. At the same time, the opening of the workpiece is distributed 3 times, and the external size of the workpiece due to external calibrating reduction is reduced by 1.075 times,

Длина получаемой втулки 250 мм. Рабочее давление выдавливани 540 МПа.The length of the resulting sleeve 250 mm. The working extrusion pressure is 540 MPa.

При полной выпрессовке одной заготовки отпрессованное пресс-изделие падает на демпфирующий упор. Разгон ее исключаетс стабилизацией процесса деформации , обусловленной равномерным истечением при минимальном объеме рабочей жидкости, диаметре заготовки, близком к диаметру контейнера и пуансона, осуществлением схемы деформации заготовка за заготовкой. Очередна заготовка отсекает пресс-изделие от воздействи на нее жидкости высокого давлени .With the complete extrusion of a single workpiece, the extruded press-product falls on the damping stop. Its acceleration is eliminated by stabilizing the deformation process, which is due to a uniform outflow with a minimum volume of working fluid, a billet diameter close to the diameter of the container and a punch, and the implementation of the billet deformation scheme behind the billet. The next billet cuts off the press product from exposure to high pressure fluid.

После этого давление в контейнере сбрасываетс , но пуансон полностью не выводитс , и контейнер, т гами перемещени 8 поднимаетс вверх на уровень головки экспандера 4, т гами 9 опора б экспандера отводитс в сторону от оси обработки дл извлечени отпрессованной втулки. Отпрессованна втулка извлекаетс , снимаетс с державки экспандера.After that, the pressure in the container is released, but the punch is not completely removed, and the container, the movement of the movement 8 rises up to the level of the expander head 4, the connection of the expander b is moved away from the processing axis to remove the pressed sleeve. The extruded sleeve is removed, removed from the expander holder.

Затем опора 6 с экспандером возвращаетс на ось обработки, контейнер опускаетс вниз и прижимаетс к опоре. Последующим движением пуансона вниз создаетс указанное рабочее давление и осуществл етс очередной цикл деформации очередной заготовки.Then, the support 6 with the expander returns to the processing axis, the container is lowered down and pressed against the support. The subsequent movement of the punch down creates the specified working pressure and carries out the next deformation cycle of the next billet.

Экспандирование заготовки происходит в облегченных услови х внешнего трени заготовки с инструментом, при более благопри тной напр женно-деформационной схеме. Реализаци гидростатического экспандировани позвол ет улучшить качество обработки, повысить точность формы отверсти , снизить шероховатость обработанной поверхности. Исключаетс схватывание деформируемого металла с инструментом . При гидростатическом экспандировании на поверхности экспандера после 20 прессовок не обнаружено следов налипани металла, изменение его геометрических размеров.The expansion of the workpiece occurs under lightweight conditions of external friction of the workpiece with the tool, with a more favorable stress-strain scheme. The implementation of hydrostatic expansion makes it possible to improve the quality of processing, improve the accuracy of the shape of the hole, and reduce the roughness of the treated surface. Seizure of the deformable metal with the tool is excluded. During hydrostatic expansion on the expander surface after 20 compacts, no traces of sticking of metal were found, or a change in its geometric dimensions.

Раздача отверсти с одновременным редуцированием заготовки калибрующуюThe distribution of the hole with the simultaneous reduction of the workpiece calibrating

обжимную матрицы способствует повышению точности и качества детали и за счет обработки ее наружной поверхности.Crimping the die contributes to improving the accuracy and quality of the part and by processing its outer surface.

На отпрессованных предлагаемым способом втулках отклонение геометрическихOn pressed the proposed method of bushings, the deviation of the geometric

размеров (разностенность по длине, эл ип- сность) составл ет 2-4%.size (difference in length, accuracy) is 2-4%.

При условии механизации отвода контейнера , как показывает опыт гидроэкструзии изделий,ориентировочна Under the condition of mechanization of the removal of the container, as the experience of hydroextrusion of products, is indicative

производительность устройства и процесса составит 40-60 изделий в час.device performance and process will be 40-60 products per hour.

Полученные гидростатическим экспан- дированием медные втулки использованы в качестве оболочек при получении композиционных материалов.The copper bushings obtained by hydrostatic expansion are used as shells in the preparation of composite materials.

Claims

1. A method of producing hollow articles, consisting in the hydraulic pressing of a hollow

billet through the point of the matrix and the simultaneous distribution of the internal cavity of the billet by an expander mounted coaxially to the matrix, different

the fact that, in order to increase the productivity and quality of products, in the process of distributing the internal cavity of the workpiece, an additional hydrostatic introduction of the working fluid into the distribution zone is carried out

an expander.

2. A device for producing hollow articles comprising a container, a matrix with a conical inlet section, with a conical head, an expander, the base of which is fixed on a support, the head is placed coaxially with the matrix, forming an annular working zone with a forming cavity, characterized in that the forming cavity is formed by a conical surface the lead-in area of the matrix and the conical surface of the head, while the angle of inclination of the forming surface of the conical section of the expander’s head to its axis exceeds

angle of inclination to the same axis forming the conical surface of the matrix, and the expander head is provided with a central and connecting with it working area radial channels for the supply of lubricant, while

the container and the support are made possible along the vertical relative displacement of the axes.

and horizontal

U ///////// 777