SU916026A1 - Tube end expansion method - Google Patents
Tube end expansion method Download PDFInfo
- Publication number
- SU916026A1 SU916026A1 SU802975786A SU2975786A SU916026A1 SU 916026 A1 SU916026 A1 SU 916026A1 SU 802975786 A SU802975786 A SU 802975786A SU 2975786 A SU2975786 A SU 2975786A SU 916026 A1 SU916026 A1 SU 916026A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- pipe
- punch
- deformation
- force
- zone
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к измерению диаметра трубы обработкой давлением.The invention relates to measurement pipe diameter by pressure treatment.
Известен способ раздачи конца трубы эластичным пуансоном переменной жесткости, при котором к пуансону прикладывают осевое усилие, создают зону максимальной деформации трубы и перемещают ее вдоль оси трубы. Зона максимальной деформации создается внутри трубы и распространяется к ее торцу [1]. 'A known method of distributing the end of the pipe with an elastic punch of variable stiffness, in which an axial force is applied to the punch, creates a zone of maximum pipe deformation and moves it along the pipe axis. The zone of maximum deformation is created inside the pipe and extends to its end [1]. ''
Основной недостаток известного способа заключается в недоформовке диаметра по торцу заготовки, что объясняется неравномерностью распределения давления по длине законцовки из-за влияния сил трения, возрастающего с увеличением осевого усилия и препятствующего повыпению давления на торце до величины, соответствующей напряжению текучести материала, трубы, а также в необходимости применения больших усилий штамповки, в несколько раз превышающих величину, рассчитанную из потребного давления формообразования трубы без учета потери усилия на локализацию напряжений в зоне нажимного элемента'.The main disadvantage of this method is the under-molding of the diameter along the end face of the workpiece, which is explained by the uneven distribution of pressure along the length of the tip due to the influence of friction, which increases with increasing axial force and prevents the pressure from rising at the end to a value corresponding to the yield stress of the material, pipe, and the need to apply large stamping forces several times higher than the value calculated from the required pipe forming pressure without taking into account the loss of force to localize stresses in the area of the pressure element '.
Цель изобретения - повышение качества раздачи за счет обеспечения точности раздачи диаметра трубы на торце и уменьшения усилия деформирования для устранения локализации напряжений на участке эластичного пуансона, воспринимающем усилие.The purpose of the invention is to improve the quality of distribution by ensuring the accuracy of the distribution of the diameter of the pipe at the end and reducing the deformation force to eliminate localization of stresses in the area of the elastic punch that receives the force.
Поставленная цель достигается тем, что в способе раздачи конца трубы эластичным пуансоном переменной жесткости, при котором создают зону максимальной деформации трубы путем приложения к пуансону осевого усилия и перемещают ее вдоль оси трубы, зону максимальной деформации создают на торце трубы и перемещают ее вглубь трубы.This goal is achieved by the fact that in the method of distributing the end of the pipe with an elastic punch of variable stiffness, in which a zone of maximum deformation of the pipe is created by applying axial force to the punch and moving it along the axis of the pipe, a zone of maximum deformation is created at the end of the pipe and moving it deep into the pipe.
К пуансону прикладывают статическое усилие.A static force is applied to the punch.
Уменьшение усилия деформации может быть достигнуто за счет повторностатического приложения усилия не менее трех раз.Reducing the strain force can be achieved by repetitively applying a force of at least three times.
На фиг. 1 изображена схема формообразования конца длинномерной трубы на примере самой простой цилиндрической законцовки в исходном состоянии и в промежуточный момент процесса; на фиг. 2 - схема распределения давления д по длине заготовки.In FIG. 1 shows a diagram of the shaping of the end of a long pipe using the simplest cylindrical tip in the initial state and at the intermediate moment of the process; in FIG. 2 is a diagram of the pressure distribution q along the length of the workpiece.
Приведенная на схеме конструкция для раздачи длинномерной трубы 1 состоит из соосно расположенных эластичного конического пуансона 2 с углом конусности ас, штока 3, оканчивающегося головкой 4, разъемной 5 матрицы 5 и опорного кольца 6. Стрелка Р обозначает направление приложения осевого усилия, стрелка А - направление перемещения зоны максимальной деформации. 1(The design for distributing a long pipe 1 shown in the diagram consists of a coaxially arranged elastic conical punch 2 with a taper angle ac, rod 3 ending in head 4, detachable 5 of matrix 5 and support ring 6. Arrow P indicates the direction of application of axial force, arrow A indicates the direction displacement of the zone of maximum deformation. 1(
На фиг. 2 сплошными линиями показано давление на заготовку при однократном приложении осевого усилия Р и многократном р, , Ра , Р3 (Р > р* = Ра = Ра), а пунктирными - по известному способу, прй разных усилиях Р! и Р* , где Р’ > Р' > Р) .In FIG. 2 solid lines show the pressure on the workpiece with a single application of axial force P and multiple p,, P a , P 3 (P> p * = Pa = Pa), and dashed - according to the known method, with different forces P ! and P *, where P '>P'> P).
Длина законцовки обозначена , а величина давления, соответствующего напряжению текучести в материале трубы - ч8.The length of the tip is indicated, and the pressure corresponding to the yield stress in the pipe material is h 8 .
Сущность способа заключается в том, что Деформирование заготовки трубы 1 осуществляется эластичным пуансоном 2 переменной жесткости по- 25 следовательно путем приложения осевого усилия по стрелке Р к штоку 3, создания зоны максимальной деформации на торце трубы и ее распространения вдоль законцовки по стрелке А 30 в направлении внутрь трубы, противоположном направлению приложения усилия Р. Рассмотрим подрЬбкее, чем обеспечиваются перекисленные этапы процесса. 35The essence of the method lies in the fact that the deformation of the billet pipe 1 is carried out by an elastic punch 2 of variable stiffness of 25, therefore, by applying an axial force along arrow P to the rod 3, creating a zone of maximum deformation at the pipe end and spreading it along the tip along arrow A 30 in the direction inside the pipe, opposite to the direction of the application of force R. Let us consider more precisely what ensures the acidified stages of the process. 35
Трубу-заготовку 1, подлежащую раздаче, помещают в разъемную мат-г рицу 5 до упора в опорное кольцо б и фиксируют сжатием полуматриц.The billet pipe 1 to be distributed is placed in a detachable matrix 5 until it stops in the support ring b and is fixed by compression of the half-matrices.
Усилие Р на заготовку передается че- 40 реэ эластичный пуансон 2 переменной жесткости по мере его сжатия между головкой штока 3 и опорным кольцом б.The force P is transmitted to the workpiece through a 40-elastic elastic punch 2 of variable stiffness as it is compressed between the rod head 3 and the support ring b.
Переменная жесткость пуансона задается его формой, например, ступен- 45 чатой или конической, причем конус может быть выполнен по внешней поверхности или по внутренней, надеваемой на коническую оправку. Угол конуса <%. рекомендуется выдерживать в пределах 10-50* в зависимости от диаметра и материала трубы, длины и сложности конфигурации законцовки и свойств применяемого эластомера.Variable stiffness of the punch is determined by its shape, for example, stepwise or conical, moreover, the cone can be made on the outer surface or on the inside, put on a conical mandrel. Cone angle <%. it is recommended to maintain in the range of 10-50 * depending on the diameter and material of the pipe, the length and complexity of the end configuration and the properties of the elastomer used.
Другими примерами конструкции эластичного пуансона переменной жест- кости могут служить составной пуансон, набранный иэ шайб постоянного сечения, но разной твердости либо тип конструкции оснастки, обеспечивающий переменный по длине законцовки зазор между пуансоном и матрицей.Other examples of the design of an elastic punch of variable stiffness can be a composite punch, assembled with washers of constant cross section, but of different hardness, or a type of tool design that provides a gap between the punch and the die that is variable in length along the tip.
Длину эластичного пуансона принято выбирать из условия равенства объема эластомера разнице объемов законцовки и заготовки. 65It is customary to choose the length of the elastic punch from the condition that the volume of the elastomer is equal to the difference in the volumes of the tip and the workpiece. 65
Переменная жесткость пуансона позволяет осуществить последовательное деформирование законцовки. Первоначально заготовка формуется до максимальной степени деформации, определяемой размерами матрицы лишь на одном участке законцовки, а затем по мере дальнейшего увеличения осевого усилия достигнутая деформация рас-* пространяется по всей длине заготовки..Variable stiffness of the punch allows for consistent deformation of the tip. Initially, the workpiece is molded to the maximum degree of deformation, determined by the dimensions of the matrix in only one section of the tip, and then, with a further increase in axial force, the achieved deformation * extends along the entire length of the workpiece ..
Деформация заготовки начинается яа тех участках, где выполняется условие ч » ςβ, где ч - давление эластомера на заготовку, а Че’ ~ давление, соответствующее напряжению текучести материала заготовки на деформируемом участке.Deformation of the workpiece begins in those areas where the condition h »ς β is satisfied, where h is the elastomer pressure on the workpiece, and Che 'is the pressure corresponding to the yield stress of the workpiece material in the deformable area.
В силу неравномерности поля напряжений из-за влияния трения указанное неравенство реализуется не одновременно по длине заготовки, обусловливая последовательность ее деформирования.Due to the unevenness of the stress field due to the influence of friction, this inequality is not realized simultaneously along the length of the workpiece, causing the sequence of its deformation.
Для получения высокой точности торцового диаметра при формообразовании эаконцовок зону максимальной деформации первоначально создают на торце эаконцовок. Достигается это, например, расположением пуансона переменной жесткости так,чтобы участок максимальной жесткости соответствовал торцу (фиг. 1). Деформация начинается именно с торца из-за минимального иэнозазора между пуансоном и заготовкой.To obtain high accuracy of the end diameter during the shaping of the e-ends, a zone of maximum deformation is initially created at the end of the e-ends. This is achieved, for example, by arranging a punch of variable stiffness so that the section of maximum stiffness corresponds to the end face (Fig. 1). The deformation begins precisely from the end due to the minimal inertia between the punch and the workpiece.
В случае обеспечения переменной жесткости пуансона применением составной конструкции иэ эластомеров разной жесткости на торце трубы следует располагать участок минимальной жесткости.In the case of providing variable stiffness of the punch by using a composite design of elastomers of different stiffnesses, a section of minimum stiffness should be placed at the pipe end.
Созданную на торце трубы зону максимальной деформации затем перемещают вглубь заготовки по мере увеличения осевого усилия Р. Осевое усилие прикладывают в данном случае к участку пуансона минимальной Жесткости, расположенному внутри трубы, что обеспечивает встречное направление осевого усилия и перемещение очага деформации по всей длине формуемой законцовки, как наиболее эффективное.The zone of maximum deformation created at the end of the pipe is then moved deep into the workpiece as the axial force R. increases. The axial force is applied in this case to the portion of the punch of minimum Stiffness located inside the pipe, which ensures the opposite direction of the axial force and the movement of the deformation zone along the entire length of the formed tip as the most effective.
Формообразование эаконцовок на коротких заготовках целесообразно осуществлять пуансоном сплошного сечения, прикладывая усилие к пуансону также на участке меньшего сечения, противолежащем формуемому торцу заготовки.It is advisable to carry out eofinishing on short workpieces with a punch of a solid section, applying force to the punch also in a section of a smaller section opposite the moldable end of the workpiece.
Распределение давления на заготовку соответствует кривой Р (фиг.2), согласно κοτοίχϊή на торцовом участке трубы давление на заготовку максимальное, что и обеспечивает точность формовки торцового диаметра. Зону значений давления д ниже д3, расположенную у головки 4 штока 3, выводят за пределы длины законцовкиThe pressure distribution on the workpiece corresponds to curve P (FIG. 2), according to κοτοίχϊή on the pipe end section, the pressure on the workpiece is maximum, which ensures the accuracy of molding of the face diameter. The zone of pressure d below d 3 located at the head 4 of the rod 3, is taken outside the length of the tip
При этом достигается уменьшение трения на торце пуансона и, как следствие, снижение осевого усилия.This achieves a decrease in friction at the end of the punch and, as a result, a decrease in axial force.
В предлагаемом способе раздачи труб повьжиение точности формовки торца трубы и снижение усилия наиболее эффективно достигается при повторно-статическом приложении осевого усилия.In the proposed method of pipe distribution, improving the accuracy of molding the end of the pipe and reducing the effort is most effectively achieved by re-static application of axial force.
Сущность такого нагружения заключается в многократном приложении и снятии одного и того же малого усилия Р, , величина которого соответствует расчетному значению усилия деформирования заготовки с учетом трения на боковой поверхности пуансоном' при этом минимальном давлении формовки, причем Р^ =Р2=РЭ ... Рп 4 Р (фиг. 2) .The essence of this loading is repeated application and removal of the same small force F, whose value corresponds to the calculated workpiece deforming force based friction on the side surface of the punch 'with a minimum pressure molding, where P = P 2 = P e. .. R p 4 P (Fig. 2).
Многократность нагружения небольшим усилием обеспечивает Поспелова- . тельное деформирование законцовки, начиная с торца трубы.Multiple loading with a small effort provides Pospelova-. end of the pipe, starting from the end of the pipe.
При первом нагружении (кривая Р4 ) происходит локальная деформация заготовки на длине, меньшей длины законцовки Ь3. При каждом последующем цикле нагружения (кривые Рг и Р3) очаг деформации перемещается вглубь заготовки. В связи с локальностью деформации потребное осевое усилие Р также снижается по сравнению с усилием однократного нагружения Р за счет уменьшения длины формуемого участка и снижения сил трения. Для получения заметного эффекта от повторно-статического нагружения число повторных нагружений η должно быть не менее трех, η определяется конфигурацией законцовки и свойствами материала и корректируется экспериментально, причем значения и η взаимосвязаны (при увеличении η возможно уменьшение Р4) .At the first loading (curve P 4 ), a local deformation of the workpiece occurs at a length shorter than the length of the tip L 3 . With each subsequent loading cycle (curves P g and P 3 ), the deformation zone moves deep into the workpiece. Due to the locality of the deformation, the required axial force P also decreases in comparison with the force of a single loading P due to the reduction in the length of the formed section and the reduction of friction forces. To obtain a noticeable effect of re-static loading, the number of repeated loads η must be at least three, η is determined by the configuration of the tip and material properties and is adjusted experimentally, and the values of η are interconnected (with an increase in η, a decrease in P 4 is possible).
Повыиёние точности раздачи торцового диаметра при одновременном снижении усилия штамповки достигается в предлагаемом способе путем создания зоны максимальной деформации первоначально на торце, трубы за счет применения пуансона переменной жесткости и его ориентации, распространения этой зоны вглубь трубы - за счет приложения осевого усилия к участку пуансона минимальной жесткости и встречного перемещения очага деформации по отношению к осевому усилию, причем наибольший эффект наблюдается при повторно-статическом нагружении минимальным осевым усилием.Improving the accuracy of the distribution of the end diameter while reducing the stamping force is achieved in the proposed method by creating a zone of maximum deformation initially at the end of the pipe by applying a punch of variable stiffness and its orientation, spreading this zone deep into the pipe - by applying axial force to the portion of the punch of minimum stiffness and onward displacement of the deformation zone with respect to the axial force, and the greatest effect is observed with repeated static loading, the minimum axial force.
Предлагаемый способ раздачи концов труб с образованием точных фасонных законцовок применительно к длинномерным, прямым или изогнутым трубам можно осуществить на станках типа СЗКТ 14/50 или на универсальных гидропрессах, например, в клиновом штампе, причем конструкция пресса должна обеспечивать возможность одностороннего подхода инструмента.The proposed method of distributing pipe ends with the formation of precise shaped endings as applied to long, straight or curved pipes can be carried out on machines of the SZKT 14/50 type or on universal hydraulic presses, for example, in a wedge die, and the design of the press should provide the possibility of a one-sided approach of the tool.
Для коротких заготовок пригодны любые деформирующие устройства.For short workpieces, any deforming devices are suitable.
На трубе Ф18 х 1,0 х 100 мм из титанового сплава ПТ - 7М выполняют раздачу.конца трубы до диаметра 0 19,5 мм на длине 40 мм со 'сферический законцовкой β 25 мм на длине 15 ьвч. Формообразование осуществляют сплошным полиуретановым пуансоном марки СКУ - 7М конической формы с углом конуса 24° и длиной 82 мм. Осевое усилие составляет 1,2 тс при расчетном значении 0,54 тс. Раздача трубы на торце происходит до требуемого диаметра на 100% продеформированных заготовок. В качестве смазки применяют полиэтиленовую пленку толщиной 0,02 мм.On the pipe F18 x 1.0 x 100 mm from a titanium alloy PT - 7M, distribution is performed. The end of the pipe is up to a diameter of 0 19.5 mm at a length of 40 mm with a spherical tip β 25 mm at a length of 15 bh. Forming is carried out by a continuous polyurethane punch of the SKU - 7M brand of conical shape with a cone angle of 24 ° and a length of 82 mm. The axial force is 1.2 tf with a design value of 0.54 tf. The distribution of the pipe at the end occurs to the required diameter for 100% deformed workpieces. As a lubricant, a plastic film 0.02 mm thick is used.
Снижение усилия до 1,0 тс приводит к недоштамповке радиуса перехода от сферы к трубе.Reducing the force to 1.0 tf leads to a non-stamping of the radius of the transition from the sphere to the pipe.
Пробная штамповка при трехкратном нагружении усилием 0,8 тс со снятием нагрузки, но без разборки позволяет получить требуемую геометрию законцовки. Для сравнения следует указать, что усилие формообразования тех же деталей цилиндрическим пуансоном составляет 5-7 тс, т.е. в 4-6 раз больше.Trial stamping with triple loading with a force of 0.8 ton-force with removal of the load, but without disassembling, allows you to obtain the required geometry of the ending. For comparison, it should be pointed out that the force of forming the same parts with a cylindrical punch is 5-7 tf, i.e. 4-6 times more.
Технико-экономическая эффективность способа определяется такими факторами, как повьхиение точности законцовок на торце, облегчающее сборку, снижающее трудоемкость изготовления законцовок за счет исключения операции доформовки или торцовки, в последнем случае достигается также экономия материала;снижение осевого усилия, приводящее к повышению стойкости остастки за счет уменьшения износа от трения, облегчающее разборку, способствующее выравниванию давления по длине детали; возможность формовки законцовок непосредственно на длинномерном трубопроводе, что исключает последующую сварку и поэтому способствует повыаению надежности и ресурса трубных соединений, а также приводит к повышению производительности процесса; замена монолитных законцовок, получаемых механической обработкой, и щтампосварных На штампованную конструкцию, приводящая к снижению веса трубопровода без ухудшения.его работоспособности и, как следствие, снижение стоимости изделия.The technical and economic efficiency of the method is determined by such factors as increasing the accuracy of the endings at the end, facilitating assembly, reducing the complexity of manufacturing endings by eliminating the operation of molding or trimming, in the latter case, material savings are also achieved; a decrease in axial force leading to an increase in the stability of the remainder due to reduce friction wear, facilitating disassembly, helping to equalize pressure along the length of the part; the possibility of forming endings directly on a long pipeline, which eliminates subsequent welding and therefore contributes to an increase in the reliability and service life of pipe joints, and also leads to an increase in process productivity; replacement of monolithic endings obtained by machining, and press-welded ones On a stamped construction, which leads to a decrease in the weight of the pipeline without impairing its performance and, as a result, reducing the cost of the product.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802975786A SU916026A1 (en) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | Tube end expansion method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802975786A SU916026A1 (en) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | Tube end expansion method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU916026A1 true SU916026A1 (en) | 1982-03-30 |
Family
ID=20915452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU802975786A SU916026A1 (en) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | Tube end expansion method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU916026A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1984000120A1 (en) * | 1982-07-01 | 1984-01-19 | Rast Patent Mfg Pty | Tube expander |
-
1980
- 1980-08-26 SU SU802975786A patent/SU916026A1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1984000120A1 (en) * | 1982-07-01 | 1984-01-19 | Rast Patent Mfg Pty | Tube expander |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ahmed et al. | Estimation of machine parameters for hydraulic bulge forming of tubular components | |
| NZ334160A (en) | Method of forging a part with the steps of radially closing opposed dies, applying force and then reinforcing the opposed forging dies | |
| CN106040811B (en) | A kind of major diameter bellows vibration shaping device and method | |
| CN101027143A (en) | Raceway ring for radial ball bearing, method of producing the raceway ring, and method and device for producing high precision ring | |
| EP1166912B1 (en) | Method of manufacturing metallic bellows | |
| CN110961479A (en) | Self-expanding die for reverse extruder and method of assembling same | |
| SU916026A1 (en) | Tube end expansion method | |
| AU2011200404B2 (en) | Hydraulic Swage Press | |
| JP2001137997A (en) | Method and apparatus for die-forging | |
| KR100215142B1 (en) | Resilent support with at least two cylindrical sleves sleeves for same and method for manufacturing said support with said sleeves | |
| KR930010006B1 (en) | Hollow coposite member and manufacturing method thereof | |
| CN206702142U (en) | Cold upsetting die of car | |
| US20020073547A1 (en) | Spherical bearing and a manufacturing method thereof | |
| Osakada et al. | Precision forging of spline by flashless die forging with axially driven die | |
| JP2023099002A (en) | Method and apparatus for manufacturing hollow inner cooling valve | |
| EP1309415B1 (en) | Hydraulic swage press | |
| EP3342497B1 (en) | Method for manufacturing a diaphragm bellows member | |
| US5878494A (en) | Method for manufacturing a machine bearing | |
| CN108326146B (en) | A kind of sheet metal is without riveting fastening means | |
| SU946714A1 (en) | Tool for pressing | |
| US4612790A (en) | Method of drawing ribs on tubes | |
| SU963660A1 (en) | Metallic sleeve end working method | |
| RU2502574C2 (en) | Method of forging bellows form tube billets | |
| KR101841233B1 (en) | Press die for forming a bolt portion or a nut portion on products | |
| JP2819894B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing outer ring of REBRO joint |