ШТАМП ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРОЙНИКОВ ИЗ ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК Российский патент 1997 года по МПК B21C37/28 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к производству соединительных деталей трубопроводов, в частности тройников.

Известен штамп для изготовления тройников из листовых заготовок, содержащий формовочную матрицу, выполненную полностью для вытяжки патрубка и верхней частью корытообразной формы с радиусом, равным наружному радиусу трубной части тройника, и боковыми стенками, расположенными под углом 30.40^o относительно друг друга, гибочный пуансон-прижим, вытяжной пуансон и пробивной пуансон, установленный в полость формовочной матрицы.

Изготовление тройника в этом штампе осуществляется следующим образом. Листовую заготовку укладывают на зеркало формовочной матрицы. Движением пуансона-прижима вниз производят гибку заготовки в корытообразную форму, а последующим перемещением вытяжного пуансона вниз осуществляют вытяжку патрубка тройника при одновременном приложении пульсирующего усилия прижима верхней части заготовки. Пробивной пуансон при этом делает отверстие в патрубке. Затем трубную часть тройника калибруют по оправке и осуществляют сварку продольного шва.

Известный штамп позволяет изготавливать тройники с патрубками, диаметры которых могут быть равными диаметрам трубной части тройников или меньшими.

Однако при изготовлении тройников из малопрочных материалов (например, алюминиевых сплавов) происходит разрыв материала заготовки в местах сопряжения патрубка с трубной частью тройника. Это обусловлено тем, что в начальный момент вытяжной пуансон затягивает материал заготовки в зону вытяжки патрубка отдельными сегментами, расположенными с противоположных сторон от оси симметрии заготовки. В зоне указанных сегментов и происходит разрыв малопрочного материала.

Задача изобретения состояла в предотвращении разрыва материала заготовки вытяжным пуансоном в местах сопряжения патрубка с трубной частью тройника при изготовлении тройника их малопрочных материалов.

Поставленная задача решается тем, что в известном штампе для изготовления тройников из листовых заготовок, содержащем формовочную матрицу, выполненную полностью для вытяжки патрубка и верхней частью корытообразной формы с радиусом, равным наружному радиусу трубной части тройника, и боковыми стенками, расположенными под углом 30.40^o относительно друг друга, гибочный пуансон-прижим, вытяжной пуансон и пробивочный пуансон, установленный в полость формовочной матрицы, согласно изобретению рабочий торец вытяжного пуансона выполнен сферической формы с радиусом, равным внутреннему радиусу трубной части тройника.

Выполнение рабочего торца вытяжного пуансона сферической формы с радиусом, равным внутреннему радиусу трубной части тройника, позволяет осуществлять равномерное затягивание материала заготовки в зону вытяжки патрубка сразу по всей поверхности рабочего торца вытяжного пуансона. Поэтому при изготовлении тройника из малопрочных материалов не происходит разрыва материала в местах сопряжения патрубка с трубной частью тройника.

На фиг. 1 показана схема обработки заготовки в штампе: слева от осевой линии момент окончания гибки заготовки в корытообразную форму, вытяжки патрубка и пробивки в нем отверстия под отбортовку патрубка тройника; справа от осевой линии момент окончания отбортовки патрубка;
на фиг.2 заготовка изделия после формовки патрубка в двух проекциях;
на фиг.3 схема обработки заготовки в совмещенном приспособлении - сварка по разъему после свертывания верхней половины тройника и калибрования на оправке;
на фиг.4 сечение А-А (повернуто на 90^o) на фиг.3;
на фиг.5 готовое изделие в двух проекциях.

Штамп для изготовления тройников из листовых заготовок содержит формовочную матрицу 1, гибочный пуансон-прижим 2, вытяжной пуансон 3 и пробивной пуансон 4, установленный в полость формовочной матрицы 1.

Формовочная матрица 1 в верхней части имеет корытообразную форму с радиусом, равным наружному радиусу трубной части тройника, и боковыми стенками, расположенными под углом χ 30.40^o относительно друг друга.

Рабочий торец вытяжного пуансона 3 выполнен с радиусом R, равным внутреннему радиусу трубной части тройника.

В вытяжном пуансоне 3 выполнено сквозное продольное отверстие 5 для выхода отхода после пробивки отверстия в патрубке тройника. Вытяжной пуансон 3 одновременно выполняет функцию пробивной матрицы.

Свертывание верхней половины тройника, калибрование и автоматическая сварка стыка осуществляются в универсальном приспособлении (фиг.3), содержащем съемную калибровочную оправку 6, гибочные рычаги 7, шарнирно смонтированные на станине 8, и жестко установленные на станине 8 ложементы 9. Гибочные рычаги 7 шарнирно связаны со штоками 10 силовых приводов (на чертеже не показаны). Заготовка обозначена позицией 11.

Штамп работает следующим образом.

Прямоугольную заготовку 11 укладывают на зеркало формовочной матрицы 1. Движением пуансона-прижима 2 вниз производят гибку заготовки 11 в корытообразную форму с расположением ее стенок под углом 30.40^o относительно друг друга, а последующим перемещением вытяжного пуансона 3 вниз осуществляют вытяжку патрубка при одновременном приложении пульсирующего усилия прижима верхней части заготовки 11 между рабочими поверхностями формовочной матрицы 1 и пуансона-прижима 2. При этом в момент отвода от заготовки пуансона-прижима 2 на величину амплитуды происходит затягивание материала заготовки в зону вытяжки в течение определенного времени вытяжным пуансоном 3 с образованием гофров на освобожденной в этот момент от прижима верхней половине заготовки тройника. В момент прижима заготовки пуансон-прижим 2 осуществляет осадку образовавшихся на ней перед этим гофров.

Такой пульсирующий режим прижима заготовки длится от начала процесса вытяжки патрубка до окончания образования последнего.

За счет выполнения рабочего торца вытяжного пуансона 3 с радиусом, равным внутреннему радиусу трубной части тройника, затягивание материала заготовки в зону вытяжки патрубка осуществляется равномерно, сразу по всей поверхности рабочего торца, что позволяет избежать разрыва материала заготовки в местах сопряжения патрубка с трубной частью тройника при изготовлении последнего из малопрочных материалов.

После окончания процесса вытяжки патрубка при постоянном усилии прижима осуществляют пробивку в нем отверстия с помощью пробивного пуансона 4 и отбортовку отверстия патрубка при дальнейшем движении вытяжного пуансона 3 вниз.

Пульсирующий режим прижима заготовки включает в себя такие параметры, как величина усилия прижима P_тс, скорость движения пуансона-прижима V мм/сек, скорость движения вытяжного пуансона V мм/мин, частота пульсации прижима f ударов в минуту и амплитуду перемещения пуансона-прижима. Выбор необходимого режима пульсирующего прижима заготовки зависит от пластичности материала заготовки и ее толщины.

Изготовление полуфабриката тройника в штампе осуществляется за один установ и за один рабочий ход ползуна пресса.

Перед окончательной формовкой тройника одним из известных способов производят обрезку припуска корытообразного полуфабриката для образования продольного стыка верхней половины тройника под сварку.

После этого производят окончательную формовку тройника и сварку продольного шва в одном из известных совмещенном приспособлении (фиг.3, 4).

Корытообразный полуфабрикат тройника устанавливают в упомянутое приспособление патрубком вниз на ложементы 9, которые своими призматическими рабочими поверхностями обеспечивают центровку патрубка. Затем устанавливают на внутреннюю поверхность трубной части полуфабриката съемную калибровочную оправку 6, закрепляя ее в приспособлении.

Ходом штоков 10 силовых приводов гибочными рычагами 7 производят свертывание и калибрование верхней половины трубной части тройника. Далее производят известным способом автоматическую сварку продольного стыка.

Изобретение позволяет изготавливать в описанном штампе тройники не только из прочных материалов, например из стали, но из малопрочных, например, из алюминиевых сплавов.

Использование: в области обработки металлов давлением при изготовлении соединительных деталей трубопроводов, в частности тройников. Сущность изобретения: штамп содержит формовочную матрицу, гибочный пуансон-прижим, вытяжной пуансон и пробивной пуансон, установленный в полости формовочной матрицы. Формовочная матрица в верхней части имеет корытообразную форму с радиусом, равным наружному радиусу трубной части тройника, и боковыми стенками, расположенными под углом 30...40^o относительно друг друга. Рабочий торец вытяжного пуансона выполнен сферической формы с радиусом, равным внутреннему радиусу трубной части тройника. 5 ил.

Штамп для изготовления тройников из листовых заготовок, содержащий формовочную матрицу, выполненную с полостью для вытяжки патрубка и верхней частью корытообразной формы с радиусом, равным наружному радиусу трубной части тройника, и боковыми стенками, расположенным под углом 30 40^o относительно друг друга, гибочный пуансон-прижим, вытяжной пуансон и пробивной пуансон, размещенный в полости формовочной матрицы, отличающийся тем, что рабочий торец вытяжного пуансона выполнен сферической формы радиусом, равным внутреннему радиусу трубной части тройника.