Устройство для формовки полых изделий с отводами с использованием эластичного наполнителя Советский патент 1987 года по МПК B21C37/29 B21D22/10 

алюминиевых сплавов. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения формовки тонкостенных заготовок и повышение качества. Данная цепь достигается за счет создания давления эластичного наполнителя (Н) на формообразующую деталь, равного потребному, а также за счет создания оптимального усилия подпора дна формуемого отвода. Устройство содержит матрицу с полостью, в которой размещается заготовка, с помещенным в нее Н, пуансоны осадки, в которых со стороны, контактирующей с Н, выполнены глухие цилиндрические полости, В матрице также содержится полость отвода, в которой имеется силовой элемент в виде вкладыша из эластичного материала. При перемещении пуансонов осадки происходит одновре1

Изобретение относится к обработк металлов давлением путем использования эластичного наполнителя и может быть применено для изготовления деталей из тонкостенных заготовок, выполненных, например, из алюминиевых сплавов,

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения формовки тонкостенных заготовок и повышение качества за счет создания оптимального внутреннего давления на заготовку и достаточного подпора донной части отвода.

На фиг, 1 изображено устройство в исходном и рабочем состояниях; на фиг, 2 - результаты экспериментов

по определению оптимальных диаметров

цилиндрических компенсационных полостей в пуансонах осадки и полости отвода матрицы.

Устройство содержит разъемную матрицу 1 с полостью, в которой установлены пуансоны осадки 2 и 3, выполненные со стороны, обращенной к наполнителю 4 в виде цилиндра, с глут хими компенсационными полостями 5 с входным диаметром выхода излишнего объема наполнителя.

менно с сжатием Н и осевое сжатие заготовки, Н при достижении величины внутреннего давления, потребного для формообразования, будет частично заполнять цилиндрические компенсационные полости пуансонов осадки. Силовой элемент, размещенный в двухступенчатой полости отвода матрицы, будет осуществлять подпор дна формируемого отвода. Оптимальные параметры формообразования достигаются путем правильного выбора геометрических размеров входного диаметра цилиндрической компенсационной полости пуансонов осадки Dg, „ и диаметра меньшей ступени полости отво- ,а матрицы 0„„,. : 0,5 DB пол.п. / но,п 0,65 и 0,6 Ооо,.м,/0вц, t 0,8 где . - соответственно диаметры наполнителя и вкладыша, 1 з,п, ф-лы 2 ил.

I

5

..

5

0

5 Q

Полость отвода матрицы 6 выполнена сквозной двухступенчатой с диаметром меньшей ступени О, в этой полости смонтирован узел подпора, состоящий из подпорного пуансона 7 и силового элемента«в виде цилиндрического эластичного вкладыша 8,

Устройство работает следующим образом.

Заготовку с помещенным в нее наполнителем 4 из эластичного материала располагают в полости матрицы 1, При перемещении пуансонов осадки 2 и 3 одновременно со сжатием эластичного наполнителя происходит осевое сжатие заготовки и формообразование отвода. При этом перемещаемый с торцов заготовки эластичный наполнитель 4 частично сжимается, а частично заполняет объем формируемого отвода, достижении внутреннего давления, создаваемого эластичным наполнителем 4, величины потребного для формообразования одновременно с формовкой отвода происходит заполнение цилиндрических компенсационных полостей пуансонов эластичным наполнителем 4, Для особотонкостенных заготовок, например, из алюминиевых

3

сплавов, как показывают приведенные эксперименты, входной диаметр цилиндрической компенсационной полости в этом случае должен удовлетворять соотношению

O,5i2 - fi«-a-- 0,65,

нап.

I

где D - диаметр цилиндрической в.пол. п.

компенсационной полости пуансона осадки; D „др - диаметр наполнителя. Кроме того, при формообразовании изделий из, например, алюминиевых сплавов из-за их низкой собственной прочности особенно важно организовать правильный подпор дна формуемого отвода, В устройстве для этой цели используется силовой элемент в виде эластичного цилиндрического вкладыша, размещенного в полости отвода матрицы.

При этом для тонкостенных алюминиевых заготовок значение диаметра меньшей ступени полости отвода матрицы определяется из неравенства

,D

0, 0,8

L OV А

вкл.

где Dnofl., диаметр меньшей ступени полости отвода матрицы; D п./. диаметр вкладыша,

, .

Для обоснования неравенств (1) и (2) бьши проведены эксперименты по продавливанию цилиндрических бужей из полиуретана марки СКУ-7Л диаметром 34,4 - 140 мм через проходные сечения кольцевых фильер. Результаты экспериментов и эскиз экспериментального приспособления показаны на фиг, 2, причем по оси У отложено давление полиуретана, рассчитываемое как отношение усилия сопротивления проталкиванию к площади эластичного бужа, а по оси X - деформация эластичного бужа

е Рнап. . ,QQ мап.

где D , D(. - соответстьенно диаметры наполнителя и фильеры.

Неравенства (I) и (2) устанавливались на основании проведенных экспериментов, а также зна чений, потребных для формообразования и подпора давлений и усилий, рассчитываемых по известным формулам.

3100634

Потребное для формообразования давление q определяют как

Чп 0, 1,15 IСГ.

мап

5

где С5 g - предел текучести материала

заготовки,

При этом особотонкостенными считаем заготовки с толщиной стенки ,8- 1,5 мм и наружным диаметром D 30 - 140 мм.

При 8/0„ап 0,01 - 0,03 особотон- костенных заготовок и G g 9 кг/см (среднее значение для используемых на практике алюминиевых сплавов) q 120 - 150 кг/см. Из фиг, 2 видно, что указанный диапазон давлений обеспечивается выбором фильеры с 38 - 50% для всех исполь- зуемых на практике значений диаметров наполнителей (34,4 - 140 мм), Этому диапазону деформаций соответствует неравенство (1),

Усилие подпора q определяют

по фо рмуле

;го«с

А.

1.15 С .-JTD . S. (3)

Переходя к давлению в эластичном 30 вкладыше узла подпора, получаем

Я„,, Яп - . 5

вкл.

(М

Расчеты по формуле (4) дают

25 q ,„, i 80 (кг/см).

(

Из фиг, 2 видно, что указанный диапазон давлений в эластичном вкла- .цыше узла подпора достигается при выполнении неравенства (2),

5

0

5

Формула изобретения

1, Устройство для формовки полых изделий с отводами с использованием эластичного наполнителя, содержащее разъемную матрицу с полостью, эластичный наполнитель в виде цилиндра, установленные в полости матрицы пуансоны осадки и смонтированный в полости отвода матрицы узел подпора, состоящий из подпорного пуансона и силового элемента, представляющего собой легкодемпфируемый вкладыш, отличающееся тем, что, с Целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения формовки тонкостенных заготовок и повышения качества, силовой элемент

выполнен в виде цилиндра из эластичного материала, а в пуансонах осадки со стороны, обращенной к наполнителю, выполнены глухие цилиндрические компенсационные полости для выхода излишнего объема наполнителя, входной диаметр которых определяют из соотношения

0,5 i . 0,65,

и кап.

где D - диаметр цилиндрической в. Мол. п.

компенсационной полоснап.

ти пуансона осадки; - диаметр наполнителя.

и

1310063 -6

2. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что полость отвода матрицы выполнена сквозной и двухступенчатой, при этом диаметр меньшей ступени полости находят из соотношения

0,6 Dj-fi/ Ji-i 0,8 .

гед D

Пол. м.

ВКА.

-диаметр меньшей ступени полости отвода матрицы;

-диаметр вкладыша.

,fff йиапазом

ffMoa.

wa3Me/foff npmtffffffOfp cevefWJt ffO/fttfeAif (

Jiuanesof/ posMf/uf

yipOifOffffOfO CfVfMOtr ftOflA

pofaf/Kefo emoeflc/гтия

1 0.6&

УЛил.

.8

SO

Редактор H. Швыдкая

Составитель H, Слепцова

Техред В.Кадар Корректор Г. Решетник

Заказ 1820/7 Тираж 733Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области обработки металлов давлением с использованием эластичного наполнителя и моиет быть использовано при изготовлении деталей из особотонкостен- пых трубных заготовок, например из (Л