Штампы для обжима с подпорами заготовки. Шпоры

О П И С А Н И Е ()664722

ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советских

Социалистических

Д. Н. Корнеев (71) Заявитель (54) ШТАМП ДЛЯ ОБЖИМА ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК

Изобретение касается обработки металлов давлением и может быть использовано при штамповке деталей преимущественно из тонколистовых материалов.

Известны штампы для обжима, состоящие из нижней части, размещенной на столе пресса, и верхней обжимной матрицы с установленным концентрично внутри нее подпружиненным выталкивателем (1).

Заготовку помещают в нижнюю часть, а обжим производится верхней матрицей за удар пресса, готовая деталь из верхней части матрицы выталкивается подпружиненным выталкивателем. Недостаток известного штампа заключается в том, что им можно обжимать детали лишь с относительно толстыми стенками. Отношение толщины материала к диаметру обжимного контура при обжиме в известном штампе обусловлено и, во избежание образования складок, оно не должно превосходить определенных значений.

Известно, что этот недостаток частично устраняется в штампе для обжима полых заготовок, содержащем соосно установленные пуансон, обойму для наружного подпора заготовки, матрицу, оправку и выталкиватель, Оправка выполнена в виде смонтированных на пуансоне и концентрично установленных втулок из эластичного ма териала, и на выталкивателе установлен профилированный вкладыш, входящий в отверстие внутренней втулки оправки. Недо5 статок такого штампа в том, что им можно обжимать лишь полые сквозные заготовки без дна (2).

Известен и другой штамп для обжима тонкостенных заготовок, содержащий осно10 вание, матрицу и средство прижима, включающее эластичный пуансон с пуансонодержателем, эластичный буфер. Матрица выполнена в виде двух соосно расположенных частей, одна из которых смонтирована на

15 основании и подпружинена в осевом направлении, а другая установлена концентрично пуансону с возможностью осевого перемещения вместе с ним, при этом эластичный буфер размещен по оси штампа меж20 ду пуансонодержателем и другой частью матриц и имеет ббльшую жесткость, чем эластичный пуансон (3).

Штамп работает следующим образом.

Заготовка устанавливается в нижнюю часть матрицы. При движении ползуна пресса вниз обе части матрицы смыкаются, эластичный пуансон, сжимаясь, заполняет все пространство матрицы, прижимая заготовку к стенкам матрицы. При дальнейшем движении ползуна верхняя часть мат664722 рицы обжимает заготовку, а пуансонодержатель прп этом перемещается вверх, сжимая эластичный буфер.

Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Однако давление, с которым эластичный пуансон прижимает заготовку к стенкам матрицы, меняется на всей длине хода ползуна пресса, достигая своего максимального значения в конце хода. Оно не регулируется и, в конечном итоге, зависит от жесткости и габаритных размеров эластичного буфера.

Технологические возможности штампа ограничены при обжиме полых деталей, имеющих дно. При обжиме детали без дна, обжатая заготовка в начале движения верхней части штампа вверх прижимается к матрице эластичным пуансоном до тех пор, пока эластичный пуансон не примет первоначальную форму. При обжиме стенок сосуда, имеющего дно, все давление, которое создает эластичный буфер внутри заготовки, воспринимается стенками сосуда. Это обстоятельство позволяет обжимать лишь достаточно прочные сосуды, способные выдерживать давление, создаваемое при обжатии.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей штампа, а именно обеспечение возможности обжима сосудов с относительно тонкими стенками и имеющих дно без образования складок за счет обеспечения возможности регулирования усилия прижима пуансона.

Указанная цель достигается тем, что известный штамп снабжен гидроцилиндром, корпус которого выполнен в матрице по ее оси, а поршень связан с эластичным пуансоном, и гидроаккумулятором, соединенным с подпорш невой полостью гидроцилиндра.трубопроводом с клапаном, регулирующим давление жидкости.

Наличие гидравлики позволяет регулировать с помощью клапанов давление внутри штампа (усилие прижима) в необходимой степени и снимать это давление, сообразуясь с технологической целесообразностью, чего невозможно сделать в известных штампах.

На чертеже изображен штамп в разрезе, причем левая от оси половина чертежа изображает штамп в открытом положении, а правая вЂ” в закрытом.

Штамп состоит из обжимной матрицы 1, укрепленной на ползуне пресса, с помещенным внутри нее поршнем 2, внизу которого укреплен пуансон 3 из эластичного материала. Пространство над поршнем сообщено трубопроводом 4 с гидроаккумулятором 5 через обратный клапан 6 и регулируемый клапан 7. Нижняя часть штампа, установленная на столе пресса, состоит из подвижной обоймы 8, подпружиненной пру5

65 жинами 9, и неподвижного основания 10, на которос устанавлпвастся заготовка 11.

Штамп работает следующим образом.

Заготовка 11 устанавливается в подвижную обойму 8 на основание 10. При движении ползуна пресса вниз пуансон 3 касается дна заготовки, деформируется и заполняет собой полость заготовки. Обжимная матрица 1 нижней кромкой касается обоймы 8 и при дальнейшем движении вниз эластичный пуансон заполняет всю полость заготовки 11 и конуса обжимной матрицы 1 до того, как основание конуса матрицы коснется верхней кромки заготовки. Давление над поршнем 2 возрастает в прсдслах регулировки клапана 7, и поршень 2 остается на месте. Г1рп дальнейшем движении ползуна вниз давление над поршнем 2 резко возрастает, и жидкость, преодолевая усилие пружины клапана 7, перетекает в гидроаккумулятор 5. Поршень 2 движется вверх, и конус матрицы 1 обжимает стенку заготовки 11.

Когда ползун займет крайнее нижнее положение, воздействием со стороны на клапан 7 сбрасывается давление над порш нем 2, под действием эластичного пуансона

3 поршень 2 перемещается вверх, а эластичный пуансон частично освобождает полость изделия. При движении ползуна пресса вверх поршень 2 перемещается вниз под давлением гидроаккумулятора 5. Кидкость в пространство над поршнем поступает через обратный клапан 6. Деталь 11 эластичным пуансоном 3 выталкивается из обжимной матрицы.

Существенным моментом для конструкции штампа является возможность регулировать давление прижима и сбрасывать это давление в тот момент, когда давление внутри заготовки воспринимается матрицей.

Оба эти обстоятельства в совокупности расширяют технологические возможности штампа, позволяют обжимать тонкостенные детали, которые в настоящее время изготавливаются с помощью ротационной вытяжки и, в конечном итоге, обеспечивают повышение производительности труда на этих операциях.

Формула изобретения

Штамп для обжима трубчатых заготовок, содержащий смонтированную на основании обойму, матрицу и установленный соосно матрице прижимной эластичный пуансон, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования усилия прижима пуансона, он снабжен гидроцилиндром, корпус которого выполнен в матрице по ее оси, а поршень гидроцилиндра связан с эластичным пуансоном, а также гидроаккумулятором, соединенным с надпоршневой полостью гидроцилиндра трубопроводом с клапаном, регулирующим давление жидкости

Составитель И. Капитонов

Техред Н. Строганова

Корректоры: Л. Орлова и А. Галахова

Редактор В. Кухаренко

Заказ 82812 Изд. № 337 Тираж 1034 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1I3035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Листовая штамповка, атлас схем, М., Машиностроение, 1975, стр. 115, рис. 308.

При изготовлении и монтаже трубопроводов большое применение находят разнообразные тройниковые соединения (рис. 9), которые предназначены для получения разветвлений труб - равнопроходных (без изменения диаметра ответвления) и переходных (с изменением диаметра ответвления).

Рис. 9. Конструкции равнопроходных и переходных тройниковых соединений и тройников для технологических трубопроводов:

а - соединение врезкой без укрепляющих элементов, б - соединение врезкой с усиленным штуцером, в - соединение врезкой с укрепляющей седловиной, г - тройник сварной, д - тройник кованый, е - тройник штампованный из труб

Разнообразие конструкций тройниковых соединений вызвано, во-первых, тем, что трубопровод в местах примыкания к нему ответвлений ослабляется вырезкой отверстий и в зависимости от запаса прочности трубопровода требуется различной степени усиление его в этих местах; во-вторых, различием технологии их изготовления. Из типов сварных тройниковых соединений наиболее экономичным с точки зрения трудоемкости их изготовления и расхода металла является «врезка», т. е. сварное ответвление без усиления (укрепляющих элементов). Соединение врезкой без усиления широко применяется для трубопроводов на условное давление до 25 кгс/см 2 . Для трубопроводов на условное давление от 40 кгс/см 2 и выше по условиям прочности это соединение без усиления применяется только для переходных соединений труб небольшого диаметра. Усиливают подобные соединения путем использования утолщенной трубы или штуцера, а также накладками и седловинами.

В отличие от сварных тройниковых соединений штампованные тройники благодаря бесшовному плавному сопряжению горловины с корпусом имеют высокую прочность. Это позволяет использовать данные тройники со стенками толщиной, равной толщине стенок присоединяемых труб.

Штампованные тройники изготовляют из углеродистой стали с условным проходом от 50 до 400 мм на условное давление до 100 кгс/см 2 .

В заводских условиях бесшовные тройники изготовляют горячей штамповкой из труб на кривошипных и гидравлических прессах в многоручьевых штампах в две, три или четыре операции в зависимости от соотношения диаметров корпуса и горловины тройника и толщин их стенок. Основой технологии изготовления штампованных тройников является совмещенный процесс обжима трубы-заготовки по диаметру с одновременным выдавливанием части объема металла в горловину (рис. 10, а) и калибровка (рис. 10, б). На рис. 10 в, г, показаны штампованные тройники.

Переходы применяют для изменения диаметра трубопровода. По способу изготовления переходы подразделяют на штампованные, сварные лепестковые, сварные вальцованные. Переходное соединение может быть получено непосредственно обжимом конца трубы на меньший диаметр.

По форме различают переходы концентрические и эксцентрические. Концентрические переходы устанавливают преимущественно в вертикальных трубопроводах, а эксцентрические - в горизонтальных.

Стальные концентрические и эксцентрические штампованные переходы изготовляют из углеродистой стали 20 на условное давление до 100 кгс/см 2 с условными проходами от 50×40 до 400×350 мм.

Штампованные переходы имеют небольшую длину, гладкую внутреннюю поверхность и высокую точность присоединительных размеров.

Сварные лепестковые переходы изготовляют на условное давление до 40 кгс/см 2 с условными проходами от 150×80 до 400×350 мм.

Сварные вальцованное переходы изготовляют на условное давление до 40 кгс/см 2 с условными проходами от 150×80 до 1600×1400 мм.

Основными способами серийного заводского изготовления штампованных переходов является раздача трубы-заготовки по диаметру в горячем состоянии и обжим ее с наружным подпором в холодном состоянии.

Рис. 10. Схема штампа для изготовления тройников из труб: а - штамп для обжима и предварительной вытяжки горловины тройника, 6 - штамп для калибровки корпуса и горловины тройника, 3 - конструкция бесшовного тройника цилиндрической формы, а - конструкция бесшовного тройника сферо-коннической формы; 1 - пуансон, 2 - перекладина, 3 - верхняя матрица,
4 - рукоятка, 5 - поворотная опора, 6 - нижняя матрица, 7 - выталкиватель, 8 - оправка,
9 - съемник

Рис. 11. Схема штампов для изготовления переходов обжимом с наружным подпором:

а - концентрического, б - эксцентрического; 1 - труба-заготовка после штамповки.
2 - подпорное кольцо, 3 - пуансон, 4 - матрица, 5 - выталкиватель

Раздачу трубы-заготовки в горячем состоянии осуществляют при изготовлении переходов с соотношением диаметров до 1,7. Штамповка производится путем раздачи одного конца нагретой трубы-заготовки с помощью конусного пуансона, вводимого усилием пресса внутрь заготовки.

Обжим труб-заготовок с наружным подпором дает возможность изготовлять переходы с соотношением диаметров до 2,1. Осуществляется обжим по диаметру в конусной матрице 4 (рис. 11) одного конца трубы-заготовки. Во избежание выпучивания стенки заготовки используют подпорное кольцо 2 (блок контейнер, подробнее здесь http://www.uralincom.ru), охватывающее заготовку с наружной стороны.

Рис. 12. Заглушки для технологических трубопроводов: а - сферическая, б - плоская, в - плоская ребристая, г - фланцевая

Рис. 13. Схема штампа для вытяжки заглушек:

1 - пуансон, 2 - матрица, 3 - съемник, 4- пружина съемника, 5 - стойка, 6 - отштампованная заглушка

Штампуют переходы в одноручьевых штампах на гидравлических и фрикционных прессах.

Заглушки стальные (рис. 12) используют для того чтобы закрыть свободные концы трубопроводов. По конструктивному исполнению их подразделяют на приварные сферические (рис. 12,а ), плоские (рис. 12,6), плоские ребристые (рис 12 в ) и фланцевые (рис. 12,г). ""

Заглушки сферические стальные применяют на условное давление до 100 кгс/см 2 и с условным диаметром от 40 до 250 мм а также с условным диаметром от 300 до 1600 мм. Они изготовляются из листовой стали марок МСтЗ и сталь 20 и 10Г2 Выпуклая часть заглушек имеет эллиптическую форму, что обеспечивает их выеокую прочность при небольшом весе.

Штампуют заглушки вытяжкой без утонения стенки в одноручьевых штампах (рис. 13) на фрикционных и гидравлических прессах в холодном и горячем состоянии.

Плоские заглушки используют на условное давление до 25 кгс/см 2 и изготовляют с условным проходом от 40 до 600 мм.

Заглушки (днища) плоские ребристые применяют на условное давление до 25 кгс/см 2 и изготовляют с условным проходом от 400 до 600 мм. Заглушки, усиленные ребрами, более экономичны, чем плоские.

PAGE 124

ЛЕКЦИЯ № 17

Формоизменяющие операции листовой штамповки. Обжим и раздача

План лекции

1. Обжим.

1.1. Основные технологические параметры обжима.

1.2. Определение размеров исходной заготовки.

1.3. Определение потребной силы при обжиме.

2. Раздача.

2.1. Основные технологические параметры раздачи.

2.2. Определение размеров исходной заготовки.

3.3. Конструкции штампов.

1. Обжим

Обжим представляет собой операцию, при помощи которой производится уменьшение поперечного сечения открытого конца предварительно вытянутого полого изделия или трубы.

При обжиме открытый конец полой заготовки или трубы вталкивается в воронкообразную рабочую часть матрицы, имеющую форму готового изделия или промежуточного перехода (рис. 1). Кольцевая матрица имеет рабочую полость с прямолинейной, наклонной к оси симметрии или криволинейной образующей.

Рисунок 1- Схема процесса обжима

Если обжим ведут в свободном состоянии, без противодавления заготовки снаружи и изнутри, пластически деформируется лишь ее участок, находящийся в полости матрицы, остальная часть деформируется упруго. Обжимом получают горловины цилиндрических бидонов, баллоны аэрозольной упаковки, различные переходники трубопроводов, горловины гильз и др. изделия.

1.1. Основные технологические параметры обжима

Деформируемая часть заготовки при обжиме находится в объёмно деформированном и объемно-напряженном состоянии. В меридиональном и в окружном направлениях присутствуют сжимающие деформации и, сжимающие напряжения, в радиальном направлении (перпендикулярном образующей) растягивающие деформации и сжимающие напряжения кольцевых элементов полой заготовки. Если участь, что внутренняя поверхность полой заготовки при обжиме не нагружена, а при относительно тонкостенной заготовке мало по сравнению с, то можно принять, что схема напряженного состояния будет плоской двухосное сжатие в меридианном и в окружном направлениях. Вследствие этого происходит некоторое утолщение стенок у края изделия.

Деформация при обжиме оценивается коэффициентом обжима, который представляет собой отношение диаметра заготовки к среднему диаметру деформированной ее части:

Величина утолщения может быть определена по формуле:

где толщина стенки заготовки, мм;

толщина стенки у края изделия после обжима, мм;

диаметр полой заготовки, мм;

диаметр готового изделия (после обжима), мм;

коэффициент обжима.

Для тонких материалов ( 1.5 мм) отношения диаметров считают по наружным размерам, а для более толстых по средним диаметрам. Коэффициенты обжима составляют для стальных изделий 0,85 0,90; для латуни и алюминия 0,8- 0,85. Предельным коэффициентом обжима

Считают такой, при котором начинается потеря устойчивости заготовки и образования на ней поперечных складок. Предельный коэффициент обжима зависит от рода материала, величины коэффициента трения и угла конусности обжимной матрицы.

где - предел текучести материала;

П- линейный модуль упрочнения;

 - коэффициент трения;  = 0,2 -0,3;

 - угол конусности матрицы.

Оптимальный угол конусности матрицы при хорошей смазке и чистой поверхности заготовки составляет 12…16  , при менее благоприятных условиях трения 20…25  .

Число обжимов можно определить по формуле:

Между операциями обжима обязателен отжиг. Размеры детали после обжима увеличиваются вследствие распружинивания на 0,5…0,8 % от номинальных размеров.

Обжим осуществляется в условиях неравномерного сжатия в осевом и окружном направлениях. При определенных критических значениях сжимающих напряжений  и  происходит локальная потеря устойчивости заготовки, завершающаяся складкообразованием.

А) б) в) г)

Рисунок 2 Возможные варианты потери устойчивости при обжиме: а), б) образование поперечных складок; в) образование продольных складок; г) пластическое деформирование дна

Следовательно, критическое значение коэффициента обжима регламентируется локальной потерей устойчивости. Для предотвращения образования складок при обжиме внутрь заготовки вводится расправочный стержень.

Критический коэффициент обжима, точность размеров деталей, получаемых обжимом, существенно зависит от анизотропных свойств материала заготовки. С увеличением коэффициента нормальной анизотропии R предельный коэффициент обжима увеличивается (K = D / d )*** K = d / D меньше, т.к. при этом увеличивается сопротивление стенок заготовки утолщению и выпучиванию. Следствие плоскостной анизотропии при обжиме образование фестонов на краевом участке обжатой заготовки. Это требует последующей обрезки и, следовательно, повышенного расхода материала.

Угол наклона образующей матрицы для обжима имеет оптимальное значение, при котором меридиональное напряжение минимально, при

 .

Если  0,1, то=21  36  ; а если  0,05, то = 17  .

При обжиме в конической матрице с центральным отверстием краевая часть заготовки при переходе из конической в цилиндрическую полость изгибается (поворачивается) и затем по мере прохождения через неё снова приобретает цилиндрическую форму, то есть поочередно происходит изгиб и спрямление краевой части заготовки под воздействием изгибающих моментов. Существенное влияние на точность диаметра обжатой части заготовки оказывает радиус закругления рабочей кромки матрицы (рисунок). Это объясняется тем, что естественный радиус изгиба (краевой части) заготовки имеет вполне определённое значение, зависящее от толщины, диаметра заготовки, угла наклона образующей матрицы.

=  (2 sin  ) .

Толщина краевой части заготовки может быть определена по следующей формуле: =; где - основание натурального логарифма.

Рисунок 3 Обжим в конической матрице с центральным отверстием

Если  , то элемент заготовки, перемещающийся из конической части очага деформации в образующийся цилиндр, теряет контакт с матрицей и диаметр цилиндрической части обжатой детали или полуфабриката уменьшается на, то есть.

Если, то указанное явление не происходит, а диаметр обжатой части заготовки соответствует диаметру рабочего отверстия матрицы.

Из выше сказанного следует, что радиус матрицы должен удовлетворять следующему условию:

а возможное изменение диаметра цилиндрической части обжатой детали может быть определено по формуле:

1.3. Определение размеров исходной заготовки

Высота заготовки, предназначенной для обжима, из условия равенства объёма может быть определена по следующим формулам:

в случае цилиндрического обжима (рис. 4 ,а)

в случае конического обжима (рис.4 ,б)

в случае сферического обжима (рис. 4 ,в)

0.25 (1+).

Рисунок 4 Схема для определения размеров заготовки

1.4.Определение потребной силы при обжиме

Сила обжима складывается из силы, необходимой для самого обжатия в конической части матрицы , и силы, необходимой для изгиба (поворота) обжатой кромки до упора в цилиндрический поясок матицы

Рисунок 5 Схема для определения силы обжима

Участок Оа соответствует силе, необходимой для подгиба кромки заготовки на угол конусности матрицы; весь участок Ов соответствует; участок вс соответствует силе; участок cd соответствует скольжению кромки заготовки по цилиндрическому пояску матрицы, силе обжима возрастает незначительно.

По выходе заготовки из матрицы сила несколько падает и становится равной силе при установившемся процессе обжима Робж.

Сила определяется по формуле:

=  1-  1+  +  1-  1+  3-2 cos  ;

где  -экстраполированный предел текучести, равный  .

Обжим осуществляется на кривошипных и гидравлических прессах. При работах на кривошипных прессах силу следует увеличивать на 10-15 

Если  = 0,1…0,2; то

S 4.7

Данная формула дает достаточно точный расчет при  10…30  ; ,1…0,2

Приближенно деформирующее усилие можно определить по формуле:

2.Операция раздачи

Операция раздачи, применяемая для получения различных деталей и полуфабрикатов, имеющих переменное поперечное сечение, позволяет увеличить диаметр краевой части полой цилиндрической заготовки или трубы (рис. 6).

В результате этого процесса происходит уменьшение длины образующей заготовки и толщины стенки в зоне пластической деформации, охватывающей участок с увеличенными поперечными размерами. Раздача осуществляется в штампе с помощью конического пуансона, который деформирует пустотелую заготовку в виде отрезка трубы, стакана, полученного вытяжкой, или сваренной кольцевой обечайки, внедряясь в нее.

А) б) в)

Рисунок 6. - Типы деталей, получаемых раздачей: а)

2.1. Основные технологические параметры раздачи

Степень деформации при технологических расчетах определяется коэффициентом раздачи, представляющим собой отношение наибольшего диаметра деформированной части изделия к исходному диаметру цилиндрической заготовки:

Наименьшая толщина заготовки находится у кромки получаемой детали и определяется по формуле:

Чем больше коэффициент раздачи, тем больше утонение стенки.

Критическая степень деформации регламентируется одним из двух видов потери устойчивости: складкообразованием у основания заготовки и появлением шейки, приводящей к разрушению - трещине, в одном или одновременно нескольких участках кромки деформированной части заготовки (рис. 7).

Рисунок 7 Виды потери устойчивости при раздаче: а) складкообразование у основания заготовки; б) появление шейки

Появление того или иного видов дефектов зависит от характеристик механических свойств материала заготовки, ее относительной толщины, угла наклона образующей пуансона, условий контактного трения и условий закрепления заготовки в штампе. Наивыгоднейший угол от 10  до 30  .

Отношение наибольшего диаметра деформированной части заготовки к диаметру исходной заготовки, при котором может возникнуть местная потеря устойчивости, носит название предельного коэффициента раздачи.

Предельный коэффициент раздачи может быть на 10…15% больше, чем, указанный в таблице 1.

В случае осуществления операции с подогревом заготовки может быть на 20…30% больше, чем без подогрева. Оптимальная температура нагрева: для стали 08кп 580…600  С; латуни Л63 480…500  С, Д16АТ 400…420  С.

Таблица 1 Значения коэффициента раздачи

Материал	При
		0,45…0,35		0,32…0,28
		без отжига	с отжигом	без отжига	с отжигом
сталь 10			1,05	1,15
алюминий		1,25	1,15	1,20

Силу раздачи можно определить по формуле:

где С коэффициент, зависящий от коэффициента раздачи.

При.

2.3. Определение размеров исходной заготовки

Длина заготовки определяется из условия равенства объема заготовки и детали, а диаметр и толщина стенки принимаются равными диаметру и толщине стенки цилиндрического участка детали. После раздачи конический участок детали имеет неравномерную толщину стенки, изменяющуюся от до.

Продольная длина заготовки может быть определена по следующим формулам:

при раздаче по схеме а) (рис.8):

Рисунок 8. Схема расчета исходной заготовки

2. при раздаче по схеме б) в случае если радиусы изгиба заготовки при перемещении ее на коническую часть пуансона и сходе с нее равны друг другу и их значения соответствуют:

2.4. Конструкции штампов

Конструктивная схема штампа для раздачи зависит от требуемой степени деформации. Если степень деформации не велика и коэффициент раздачи меньше предельного, то местная потеря устойчивости исключена. В этом случае применяются открытые штампы без противодавления на цилиндрический участок заготовки.

При высоких степенях деформации, когда коэффициент больше предельного, применяют штампы со скользящей втулкой-подпором, создающим противодавление на цилиндрический участок заготовки (рис. 9).

Скользящая втулка 4 спускается вниз регулируемыми по длине толкателями 3, закрепленными на верхней плите 1, что исключает возможность пережима заготовки на участке контакта пуансона 2, заготовки и скользящей втулки 4. Применение штампа со скользящей втулкой подпором позволяет повысить степень деформации на 25 30%.

Рисунок 9- Схема штампа для раздачи с противодавлением: 1-плита верхняя; 2-пуансон; 3толкатели; 4-втулка скользящая; 5-оправка; 6-пружины; 7-плита нижняя

Предельную степень деформации при раздаче конусным пуансоном также можно повысить, если на кромке заготовки получить небольшой фланец шириной при внутреннем радиусе изгиба (рис. 10). При раздаче фланец воспринимает без разрушения более высокие окружные растягивающие напряжения, чем кромка заготовки без фланца. При этом предельная степень деформации увеличивается на 15 20%.

Рисунок 10 - Схема раздачи заготовки с небольшим фланцем

Раздача заготовок в штампах может производиться на механических и гидравлических прессах.

Короткий путь http://bibt.ru

Обжим концов труб по сфере. Обжиме концов длинных труб.

Штамп с разъемной матрицей для обжима концов труб. Штамп для сплющивания труб.

Применяют и обжим концов труб по сфере. Эту операцию производят или проталкиванием трубы в цельную кольцевую матрицу, или обжимом концов в штампах с разъемной матрицей.

При обжиме концов длинных труб (рис. 121) проталкиванием трубу для устойчивости зажимают по недеформируемой части. При этом удобнее надвигать матрицу на конец трубы. При верхнем положении ползуна пресса подвижная матрица 1 находится в крайнем левом положении, так как клин 2 верхней частью отодвигает матрицу. В неподвижный упор укладывается заготовка (деталь) 6.

Рис. 121. Штамп для обжима концов длинных труб :

1 - подвижная матрица, 2 - клин, 3 -верхняя плита, 4-подвижный прижим, 5 - пружины, 6 - деталь, 7 - нижняя плата, 8 - неподвижный упор

При рабочем ходе пресса подвижный прижим 4 зажимает трубу. Дальнейшее опускание верхней плиты 3 вызывает перемещение вправо подвижной матрицы 1, так как клин 2 нижней частью давит на правую часть косого паза матрицы. Матрица своей рабочей частью, имеющая форму детали, надвигается на трубу и обжимает ее до заданного размера. Уменьшение диаметра обжатой части трубы регулируется положением ползуна в нижней мертвой точке.

Количество переходов при обжиме по сфере определяется так же, как и при обжиме по цилиндру. При необходимости проводят промежуточные отжиги.

Для обжима концов труб по сфере в штампах с разъемной матрицей (рис. 122) верхняя и нижняя части матрицы 1 и 3 имеют выточку по форме сферы. Штамп устанавливается на быстроходный эксцентриковый пресс с малым ходом. При включении самохода верхняя часть матрицы 1 будет совершать колебательное движение. Заготовку вводят в рабочую зону штампа, имеющую цилиндрическую форму, и вращая трубу вокруг своей оси, постепенно перемещают ее в сферическую часть матрицы. При резкой подаче трубы в рабочую зону могут образоваться складки, которые выправить невозможно.

Рис. 122. Штамп с разъемной матрицей для обжима концов труб :

1, 3 - верхняя и нижняя матрицы, 2 - заготовка

Трубы со сплющенным концом применяют для различных стоек и раскосов. Сплющенные концы располагаются относительно оси трубы симметрично или асимметрично. Величина сплющивания z также может быть различной. Иногда между сплющенными внутренними стенками оставляют щель z>2S, в других случаях толщина сплющенной части z=2S, а в третьих при сплющивании производят подчеканку и z<2S. Сплющивание обычно осуществляют в штампах (рис. 123).

Рис. 123. Штамп для сплющивания труб :

1 - матрица, 2 - пуансон, 3 - фиксатор, 4 - заготовка

Для труб топливных, дренажных и сливных систем, работающих при низких давлениях, могут применяться дюритовые или ограниченно подвижные соединения. Для такого вида соединений на концах труб производят накатывание буртика или зига . Зиговку труб производят на зиговочных станках или на установках с гидроприводом при помощи резины.

Размеры деталей из труб проверяют после каждой технологической операции. Допуски на отклонение размеров задаются чертежами и техническими условиями на поставку деталей.

Длину заготовки или детали после операции отрезки проверяют нормальным мерительным инструментом: линейкой, рулеткой, штангенциркулем и др.

Контроль фасонного среза концов труб можно выполнить концевыми или цельными шаблонами, которые надевают на трубу, аналогично шаблонам обрезки контура (ШОК).

При повышенных требованиях к качеству фасонного среза трубы для контроля изготавливают специальные плазы.

ЗАДЕЛКА КОНЦОВ ТРУБ

Развальцовка

Развальцовка концов труб является наиболее часто применяемой операцией при изготовлении разъёмных ниппельных соединений трубопроводов гидравлических и масляных систем самолёта. Развальцовку труб диаметром до 20мм с толщиной стенки до 1мм можно производить вручную конусной оправкой двумя способами. Для этого конец трубы зажимают в приспособлении поз.2 , состоящем из двух половин с гнездом по наружному диаметру трубы и конусной частью по форме развальцовки и по оправке поз.1 наносят несколько ударов молотком или вращают вручную оправку поз.3 до получения требуемых размеров конуса.

Развальцовку труб диаметром до 20мм с толщиной стенки до 1мм можно производить вручную конусной оправкой двумя способами. Для этого конец трубы зажимают в приспособлении 2 , состоящем из двух половин с гнездом по наружному диаметру трубы и конусной частью по форме развальцовки и по оправке 1 наносят несколько ударов молотком или вращают вручную оправку до получения требуемых размеров конуса. Однако при развальцовке этими способами сложно получить требуемую правильность и чистоту внутренней конусной поверхности. Эти качества особенно важны для ниппельных соединений, в которых герметичность создаётся без дополнительных уплотнений. Кроме того, указанные способы малопроизводительны. Поэтому концы труб более рационально развальцовывать на специальных трубо-развальцовочных станках. Сущность процесса развальцовки концов труб на станке состоит в получении конического

Раструба действием сосредоточенной силы изнутри трубы с помощью вращающегося инструмента.

При развальцовке происходит уменьшение исходной толщины стенки трубы S 0 до S 1 . Толщину стенки на краю развальцовки можно рассчитать по формуле

Где S 1 --- толщина стенки в торце раструба;

S 0 --- толщина стенки трубы в цилиндрической части;

D 0 --- наружный диаметр трубы до развальцовки;

D 1 --- наружный диаметр трубы после развальцовки. Развальцовку коротких труб производят на развальцовочных штампах.

Обжим концов труб

Трубы с обжатыми концами применяют в конструкции жёстких тяг управления самолётом. Схема процесса обжима показана ниже.

Под действием сжимающих сил Р происходит уменьшение диаметра с D 0 до d , утолщение стенки с S 0 до S 1 и удлинение трубы с L 0 до L 1 .

Существует два способа обжима концов труб. Первый способ. Обжим проталкиванием трубы в кольцевую матрицу. Схема штампа для обжима труб показана выше. Заготовку детали (трубу) поз.2 диаметром D 0 укладывают в матрицу поз.3, имеющую конусную заходную и калибрующую часть с диаметром d. При рабочем ходе ползуна пресса пуансон поз.1 фиксирует по наружному диаметру трубу и проталкивает её нижнюю часть в матрицу, обжимая конец трубы до диаметра d .

Предел уменьшения диаметра исходной трубы определяется потерей устойчивости (продольным изгибом) стенки не обжатой части и пластичностью материала. Потеря устойчивости наступает в момент, когда напряжение в материале достигает предела текучести. На устойчивость стенки трубы влияет отношение толщины трубы к наружному диаметру S 0 / D 0 .

Максимальная степень обжима труб определяется предельным значением коэффициента обжима Kобж, .

Для увеличения Kобж применяют подпор стенки трубы между матрицей и пуансоном, предотвращающий потерю устойчивости.

Хорошие результаты получаются при местном нагреве конца трубы, уменьшающем предел текучести материала в деформируемой части. Вследствие уменьшения давления на трубы потеря устойчивости наступает значительно позже. Этот способ особенно эффективен при обжиме труб из алюминиевых сплавов. В связи с высокой теплопроводностью этих сплавов нагревают не трубу, а матрицу; труба нагревается от контакта с матрицей.

Второй способ. Обжим в разъёмных штампах.

По первому способу длинные трубы обжимать не целесообразно, так как необходимы прессы с большой закрытой высотой, крупные штампы и специальные зажимы, предохраняющие трубу от продольного изгиба. Более широкое распространение имеет способ обжима концов особенно длинных труб на разъёмных штампах.Схема процесса показана.

Схема процесса обжима концов труб разъёмными матрицами.Поз.1 и 3 – верхний и нижний бойки штампа, поз.2 – труба, поз.3 – калибрующая оправка.

Верхний и нижний бойки поз. 1 и 4 штампа имеют рабочую часть, проточенную в сомкнутом состоянии и соответствующую форме обжатой части трубы. Бойки совершают частое возвратно-поступательное движение (вибрируют), обжимая конец трубы поз.2. Трубу постепенно подают в штамп до получения требуемой длины обжатой части.

В тех случаях, когда необходимо получить точный внутренний диаметр обжатой части трубы, внутрь вводят калибрующую оправку поз.3 и подают её в штамп вместе с трубой. После окончания процесса оправку вынимают из трубы. Преимущества процесса обжима концов труб в вибрационной разъёмной матрице следующие:

а) создаются более благоприятные условия для пластической деформации, чем при обжиме кольцевой матрицей;

б) осевое усилие трубы в штамп Q значительно меньше, чем в первом способе;

в) уменьшается количество переходов;

г) можно применять оправку, что позволяет получать калиброванный внутренний диаметр трубы без последующей механической обработки.