Устройство для получения рифлей ромбовидной формы на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки Российский патент 2021 года по МПК B21K21/00 B21J5/12 B21D17/02 

Изобретение относится к специальному производству цилиндрических оболочек, на наружной и внутренней поверхностях которых нанесена сетка рифлей ромбовидной формы. Для получения цилиндрических оболочек с рифлями ромбовидной формы на наружной и внутренней поверхностях применяются операции обработки металлов давлением.

Известен способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки и устройство для его осуществления (патент РФ №2654410, кл. B21K 21/06; B21J 13/00; B21D 17/02; B21D 37/00; В21С 37/20, опубл. 17.05.2018, бюл. №14), содержащее контейнер, выполненный с глухой полостью, инструментальный стержень, полую рабочую оправку с выступами высотой h на поверхности и хвостовик, при этом оно снабжено державкой, на которой закреплен инструментальный стержень, хвостовик выполнен со ступенчатой глухой полостью, в котором на упорном и радиальном подшипниках установлена державка, при этом полая рабочая оправка закреплена на инструментальном стержне посредством винта и выполнена со спиральными многозаходными выступами с углом подъема спирали не более 45° и рабочим диаметром D₁=D_вн+2h, где D_вн - диаметр внутренней поверхности цилиндрической оболочки, при этом рабочая оправка имеет длину H=(0,5÷1,0)D₁, а ее рабочая поверхность выполнена с двумя заходными коническими участками с углом конуса β=10÷15° и высотой, составляющей 0,3 длины рабочей оправки, и бочкообразным участком, выполненным радиусом (1÷1,5)D₁, на котором расположены упомянутые спиральные многозаходные выступы.

Недостатком устройства является возможность получения сетки рифлей только на внутренней поверхности. В устройстве нельзя получить сетку рифлей на внешней поверхности.

Известно также устройство по способу формирования рифлей ромбовидной формы на наружной поверхности цилиндрической оболочки (патент РФ №2655555, кл. В21С 37/20; B21J 5/12; B21J 13/02; B21K 21/06, опубл. 28.05.2018, бюл. №16), принятый за прототип, содержащее нижнюю плиту, матрицу вытяжки на рабочей поверхности которой имеются винтовые выступы, съемник, пружины съемника, крепежные винты, матрицедержатель, пуансон, упорный подшипник, пуансонодержатель, верхнюю плиту, хвостовик. В устройстве формоизменение оболочки проводят за две последовательные операции вытяжки. На каждой операции цилиндрическую оболочку под действием пуансона, введенного в полость цилиндрической оболочки с упором в нее, протягивают с локальным утонением через матрицу с многозаходными спиральными выступами на рабочей поверхности, имеющими угол подъема не более 45°, с обеспечением поворота пуансона с цилиндрической оболочкой или матрицы вокруг оси под действием силы вытяжки и локальным утонением стенки цилиндрической оболочки в местах контакта со спиральными выступами матрицы, при этом на первой и второй операциях вытяжки используют матрицы с многозаходными спиральными выступами, имеющими противоположное направление угла подъема спирали, а операции вытяжки осуществляют с удалением цилиндрической оболочки со спиральными канавками на наружной поверхности напровал.

Недостатком устройства является возможность получения сетки рифлей только на наружной поверхности. В устройстве нельзя получить сетку рифлей на внутренней поверхности.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, за счет возможности одновременного нанесения сетки рифлей на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство для получения рифлей ромбовидной формы на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки, содержащее нижнюю и верхнюю плиты, подшипники, матрицедержатель, матрицу, имеющую заданное число клиновых спиральных выступов с углом подъема не более 45°, при этом дополнительно введены стойки, установленные на нижней плите, промежуточная плита с возможностью регулировки по высоте, закрепленная на стойках, на промежуточной плите закреплена матрица с матрицедержателем, кроме того на нижней плите расположены толкатели с выталкивателем и закреплен инструментальный стержень с рабочей оправкой, имеющей клиновые спиральные выступы с углом подъема не более 45°, при чем рабочая поверхность оправки расположена внутри рабочей полости матрицы, а на верхней плите на подшипниках установлен верхний толкатель.

На фиг. 1 показано устройство в исходном положении перед началом операции формообразования рифлей на внутренней и наружной поверхностях цилиндрической оболочки.

На фиг. 2 показано устройство после формообразования рифлей на внутренней и наружной поверхностях цилиндрической оболочки.

На фиг. 3 изображено устройство на этапе удаления полуфабриката из рабочей зоны штампа после формообразования рифлей на внутренней и наружной поверхности.

На фиг. 4 приведена матрица, на рабочей поверхности которой выполнены спиральные клиновые выступы, с помощью которых осуществляется нанесение рифлей на внешней поверхности цилиндрической оболочки.

На фиг. 5 показано взаимное расположение в устройстве матрицы и рабочей оправки в разрезе.

Устройство (фиг. 1) содержит: нижнюю плиту 1, в которой установлены стойки 2, на которых зафиксирована с помощью гаек 17 промежуточная плита 3. На промежуточной плите 3 установлена матрица 6 в матрицедержателе 4, закрепленная винтами 5, на матрице 6 расположено центрирующее кольцо 19 с винтами 5. На нижней плите 1 закреплен инструментальный стержень 9 с рабочей оправкой 8, а также установлен выталкиватель 14, контактирующий с толкателями 15. На рабочей оправке 8 выполнены спиральные клиновые выступы 16 с углом подъема а не более 45°. В верхней плите 13 в подшипниках 12 установлено основание 11, на котором винтами 5 закреплен верхний толкатель 10. Спиральные клиновые выступы 18 выполнены также на матрице 6 (фиг. 5).

В исходном положении (фиг. 1) в устройство устанавливают цилиндрическую оболочку 7 в центрирующее кольцо 19 матрицы 6. Расстояние между нижней плитой 1 и промежуточной плитой 3 отрегулировано по высоте с учетом расположения цилиндрической оболочки 7 между нижней поверхностью матрицы 6 и выталкивателем 14, равное длине цилиндрической оболочки 7 (фиг. 2).

На рабочей оправке 8 выполнены спиральные клиновые выступы 16 с углом подъема а не более 45°, высотой (0,1…0,35) S. При этом высота рабочей оправки 8 принята равной (0,15…0,5) диаметра цилиндрической оболочки и имеет заходный и выходной конусные участки, а также цилиндрический рабочий участок. На матрице 6 выполнены спиральные клиновые выступы 18 (фиг. 4) с углом подъема а не более 45°, высотой (0,1…0,35) S.

Выступы 18 матрицы 6 и 16 рабочей оправки 8 сориентированы относительно друг друга в радиальном направлении и зафиксированы (фиг. 5). Такая ориентация спиральных клиновых выступов 18 на матрице 6 и 16 на рабочей оправке 8 обеспечивает требуемое расположение рифлей на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки 7. Ориентация спиральных клиновых выступов 18, 16 на матрице 6 и рабочей оправке 8 осуществляется с помощью эталонного кольца, на котором выполнены спиральные канавки требуемой формы и размеров на наружной и внутренней поверхности. В процессе фиксации матрицы 6 или рабочей оправки 8 эталонное кольцо (не показано) устанавливается в зазор между матрицей 6 и рабочей оправкой 8, а затем удаляется.

Верхний толкатель 10 установлен на основании 11, которое базируется на подшипниках 12, что обеспечивает его поворот вокруг оси вместе с верхним толкателем 10 при рабочем ходе в процессе нанесения рифлей на наружной и внутренней поверхности цилиндрической оболочки 7. При этом толщина стенки верхнего толкателя 10 и выталкивателя 14 меньше или равна зазору Z_k (фиг. 5) между спиральными клиновыми выступами 18 матрицы 6 и спиральными клиновыми выступами 16 рабочей оправки 8.

Устройство работает следующим образом. На первой операции цилиндрическую оболочку 7 устанавливают в центрирующее кольцо 19 матрицы 6. Включают пресс и при рабочем ходе верхняя плита 13 с верхним толкателем 10 соприкасается с торцом цилиндрической оболочки 7 и проталкивают ее в зазор Z между рабочей оправкой 8 и матрицей 6. При этом происходит одновременное формирование рифлей на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки 7 с одновременным ее вращением вокруг своей оси совместно с верхним толкателем 10 и основанием 11.

После окончания рабочего хода полученный полуфабрикат цилиндрической оболочки 7 располагается между выталкивателем 14 и матрицей 6, причем верхний торец не выходит из контакта с матрицей 6 и рабочей оправкой 8 (фиг. 2).

При обратном ходе верхняя плита 13 с верхним толкателем 10 занимают исходное положение и толкатели 15 воздействуя на выталкиватели 14 выталкивают цилиндрическую оболочку 7 при этом происходит вращение ее вокруг своей оси. Полученная цилиндрическая оболочка 7, имеющая спиральные рифли на наружной и внутренней поверхностях, удаляется из штампа.

На второй операции в устройство устанавливают рабочую оправку 8 и матрицу 6 со спиральными клиновыми выступами с противоположным углом подъема -α не более -45°. Для обеспечения ориентации спиральных клиновых выступов 18, 16 на матрице 6 и рабочей оправке 8 используется эталонное кольцо, на котором выполнены рифли требуемой формы и размеров на наружной и внутренней поверхности. В центрирующее кольцо 19 матрицы 6 устанавливают полуфабрикат цилиндрической оболочки 7, включают пресс и производят ее проталкивание верхним толкателем 10. При этом происходит одновременное формирование рифлей на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки 7 с одновременным ее вращением вокруг своей оси совместно с верхним толкателем 10 и основанием 11. Полученную цилиндрическую оболочку 7 с рифлями ромбовидной формы на ее наружной и внутренней поверхностях удаляют из штампа при обратном ходе ползуна пресса.

Преимуществом устройства является возможность одновременного нанесения рифлей ромбовидной формы на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки, при этом возможно получение различной глубины рифлей на наружной или внутренней поверхности, а также получать цилиндрические оболочки только с внутренней или наружной рифленой поверхностью. Для нанесения рифлей только на наружной поверхности в устройство устанавливается матрица со спиральными клиновыми выступами на рабочей поверхности и используется рабочая оправка, не имеющая выступов. Для нанесения рифлей только на внутренней поверхности в устройство устанавливается рабочая оправка со спиральными клиновыми выступами на рабочей поверхности и используется матрица, не имеющая выступов.

Изобретение относится к производству цилиндрических оболочек, на наружной и внутренней поверхностях которых нанесена сетка рифлей ромбовидной формы. Устройство для получения рифлей ромбовидной формы на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки содержит нижнюю и верхнюю плиты, подшипники, матрицедержатель, матрицу, имеющую заданное число клиновых спиральных выступов с углом подъема не более 45°. При этом дополнительно введены стойки, установленные на нижней плите, промежуточная плита с возможностью регулировки по высоте, закрепленная на стойках. На промежуточной плите закреплена матрица с матрицедержателем. На нижней плите расположены толкатели с выталкивателем и закреплен инструментальный стержень с рабочей оправкой, имеющей клиновые спиральные выступы с углом подъема не более 45°. Рабочая поверхность оправки расположена внутри рабочей полости матрицы. На верхней плите на подшипниках установлен верхний толкатель. Изобретение позволяет одновременного наносить рифли ромбовидной формы на наружную и внутреннюю поверхности цилиндрической оболочки. 5 ил.

Устройство для получения рифлей ромбовидной формы на наружной и внутренней поверхностях цилиндрической оболочки, содержащее нижнюю и верхнюю плиты, подшипники, матрицедержатель, матрицу, имеющую заданное число клиновых спиральных выступов с углом подъема не более 45°, отличающееся тем, что дополнительно введены стойки, установленные на нижней плите, промежуточная плита с возможностью регулировки по высоте, закрепленная на стойках, на промежуточной плите закреплена матрица с матрицедержателем, кроме того на нижней плите расположены толкатели с выталкивателем и закреплен инструментальный стержень с рабочей оправкой, имеющей клиновые спиральные выступы с углом подъема не более 45°, причем рабочая поверхность оправки расположена внутри рабочей полости матрицы, а на верхней плите на подшипниках установлен верхний толкатель.