СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ С ОТВОДАМИ Российский патент 1995 года по МПК B21C37/29 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении, например, тройников из трубных заготовок.

Известен способ формообразования полых изделий с отводами [1] включающий формовку внутренним давлением эластичного наполнителя и торцовую осадку трубной заготовки, при котором внутреннее давление q поддерживают оптимальным и определяют по зависимости
q 0,13σ_s+1,15 ·σ_s где σ_s предел текучести материала заготовки;
S толщина стенки заготовки;
D_нап. диаметр наполнителя.

Известный способ позволяет изготавливать ограниченную номенклатуру изделий, поскольку формообразование ведется при постоянном внутреннем давлении, при выборе которого не учитывается изменение механических свойств (упрочнение) материала заготовки в процессе ее деформирования.

Известен способ изготовления полых изделий с отводами типа тройников из трубной заготовки, включающий формовку внутренним давлением и торцовую осадку заготовки, при этом вначале на заготовке формуют выпучину отвода при повышенном внутреннем давлении, которое затем уменьшают в 1,5-2 раза, окончательную формовку изделия осуществляют преимущественно торцовой осадкой [2]
Известный способ позволяет снизить разностенность в некоторых деталях, однако, например, для тонкостенных и длинномерных заготовок снижение внутреннего давления при окончательной формовке приводит к недоштамповке отвода или потере устойчивости материала, образованию складок и гофров. Последнее, в частности происходит из-за упрочнения материала заготовки в процессе ее интенсивной торцовой осадки.

Заявляемый способ формообразования полых изделий с отводами позволяет предотвратить потерю устойчивости материала заготовки путем изменения внутреннего давления с учетом изменения механических свойств материала заготовки при ее деформировании. В результате повышается качество изделий и расширяется номенклатура за счет возможности изготовления изделий из длинномерных и особотонкостенных заготовок.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе формообразования полых изделий с отводами, включающем формовку переменным внутренним давлением и торцовую осадку трубной заготовки, внутреннее давление в трубной заготовке изменяют по зависимости
q_i= K-3,29+8 -4 где i=0,1,2,3.n; q_i величина внутреннего давления в трубчатой заготовке в момент ее торцовой осадки на величину Δl_i;
D наружный диаметр трубной заготовки;
d внутренний диаметр трубной заготовки;
K_i= предел текучести при сдвиге ма- териала заготовки после ее торцовой осадки на величину Δ l_i, определяемый по кривой упрочнения σ_si= σ_si(l_mi);
lm_i= A_1i+2 + 2 интенсивность деформации;
A_1i, A_2i, A_3i эмпирические коэффициенты
A_1i= 5,381+
A_2i= + 0,151+ +1
A_3i= - 1+ + + 1+
Зависимость выбора внутреннего давления в трубной заготовке в процессе ее торцовой осадки получена экспериментально из условия устойчивого деформирования тройника. Согласно этой зависимости изменение величины внутреннего давления зависит и от величины торцовой осадки и от изменения механических свойств материала, а именно предела текучести при сдвиге, который изменяется из-за упрочнения материала, испытывающего преимущественно сдвиговые деформации при торцовой осадке заготовки.

На фиг.1 показана заготовка в начальный момент формообразования; на фиг. 2 заготовка в промежуточный. i- ый момент после ее торцовой осадки на величину Δl_i; на фиг.3 графики кривых упрочнения σ_s=σ_s(l_m) для материалов: 1 АМГ-3М; 2 ВТ1-0; 3 12х18Н10Т; 4 ПТ-7М.

Способ осуществляют следующим образом.

Трубную заготовку 1 с наполнителем размещают в матрице 2 с полостью для отвода и размещенным здесь пуансоном подпора 3. К торцам заготовки подводят пуансоны 4, 5 осевого сжатия и внутри заготовки создают давление. По достижении величины начального давления q_o начинают перемещать пуансоны осевой осадки, осуществляя торцовую осадку заготовки, и пуансон 3 подпора, осуществляя торцовой подпор формуемого отвода. По мере изменения величины торцовой осадки Δl_i, соответствующей перемещению пуансонов осевой осадки 4,5, внутреннее давление q_i в трубной заготовке изменяют по зависимости:
q_i= K-3,29+8 -4
(1) где i=0,1,2,3.n;
q_i величина внутреннего давления в трубчатой заготовке после ее торцовой осадки на величину Δl_i;
D наружный диаметр трубной заготовки;
d внутренний диаметр трубной заготовки;
K_i= предел текучести при сдвиге ма териала заготовки после ее торцовой осадки на величину Δ l_i, определяемый по кривой упрочнения σ_si= σ_si(l_mi);
lm_i= A_1i+2 + 2 интенсивность деформации;
A_1i, A_2i, A_3i эмпирические коэффициенты;
A_1i= 5,381+
A_2i= + 0,151+ +1
A_3i= - 1+ + + 1+
Величину торцовой осадки Δ l_i для расчета q_i выбирают равной (3-4)(D-d).

В таблице приведены данные по изменению величины внутреннего давления в трубной заготовке при осуществлении способа формообразования тройников в зависимости от материала и геометрических параметров, рассчитанные по зависимости (1), а также и промежуточные параметры расчета.

Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении, например, тройников из трубных заготовок. Сущность изобретения: формовку отводов осуществляют переменным внутренним давлением и торцовой осадкой трубной заготовки, при этом изменяют внутреннее давление по приведенной в описании изобретения зависимости. Технический результат: предотвращение потери устойчивости материала заготовки. 3 ил. 1 табл.

СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ С ОТВОДАМИ, включающий формовку переменным внутренним давлением и торцевую осадку трубной заготовки, отличающееся тем, что внутреннее давление в трубной заготовке изменяют по зависимости

i 0,1,2,n;
q_i величина внутреннего давления в трубчатой заготовке после ее торцевой осадки на величину Δl_i;
D- наружный диаметр трубной заготовки;
d- внутренний диаметр трубной заготовки;
предел текучести при сдвиге материала заготовки после ее торцевой осадки на величину Δl_i, определяемый по пределу текучести σ_si, взятому из кривой упрочнения
σ_si= σ_si(e_mi),

интенсивность деформации;
A_1i, A_2i, A_3i эмпирические коэффициенты: