Заготовка для получения крутоизогнутого патрубка с фланцем Советский патент 1987 года по МПК B21C37/28 B21C23/12 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к заготовкам для получения крутоизогнутого патрубка с фланцем, и может найти широкое применение в машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение качества изготавливаемых деталей.

На фиг. 1 - показана предлагаемая заготовка, общий вид; на фиг. 2 - полученная деталь, общий вид; на фиг. 3 - схема получения крутоизогнутого патрубка с фланцем; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1; на фиг. 5 - схема расчета.

Заготовка выполнена в виде полой ступенчатой втулки 1. В зоне а ступени меньшего диаметра с торца заготовки по внутренней поверхности выполнен кольцевой бурт 2, а по наружной - проточка. Бурт по внутренней поверхности способствует по- жесткости сечения, предотвращает искажение сечения от сжимающих напряжений.

Величина бурта определяется из условия равенства напряжений и усилий, действующих в сечениях верхнего и нижнего торцов заготовки.

Усилие на верхнем торце определяется по формуле

PI Fag,

где /- о - площадь контакта заготовки с инст- рументом;

q - удельное давление прессования.

Усилие на нижнем торце с буртом определяется по формуле

Р-) f :сУсж,

| де F - площадь поперечного сечения нижнего торца с утолщением; Осж-напряжение, действующее в поперечном сечении нижнего торца. Учитывая, что PI Р-2 и f/ а , тогда Г|) FI, или

3 1,,1 ,,-2-. / ,1 J2 Q

у- «„-а,) - -

отсюда 3 , - внутренний диаметр кольцевого бурта; d - внутренний диаметр исходной заготовки; di - наружный диаметр исходной заготовки в зоне ступени меньшего диаметра; do - наружньЕЙ диаметр исходной заготовки в зоне ступени большего диаметра.

Кольцевая ступенчатая проточка по наружному контуру обеспечивает равномерное перемещение и разворот торца заготовки в процессе прессования с изгибом при отсутствии сил трения в зоне торца заготовки. Величина проточки определяется исходя из геометрических размеров детали и величины захода меньшего диаметра заготовки в криволинейную часть матрицы (фиг. 4 и 5).

Решая треугольник ОВА (фиг. 5), нахоR-M

откуда , где Д - глубина проточки; R - наружный радиус изгиба загоовки; Н - максимальная высота проточки заготовки на меньшем диаметре (выбирается конструктивно в зависимости от оптимальной величины захода заготовки в криволинейную часть матрицы).

Для исключения возможности появления сил трения в зоне торца заготовки при прессовании к расчетному значению Л/необходимо прибавить величину Z 0,1 0,3мм (величина Z определена экспериментально).

Тогда Л/ г.

Величина скобы S по торцу заготовки рассчитывается по общеизвестным форму- ам.

Величина скоса Н определяется зависимостью

Н

К-360°

5

0

где 1 2-малый диаметр заготовки, мм; а°-угол изгиба заготовки (детали); К - коэффициент, учитывающий прессуемый материал: для стали К 1,3, для алюминиевых сплавов /( 1,1.

Экспериментальные работы по изготовлению крутоизогнутого патрубка с фланцем проводятся на гидропрессе усилием Р 160 тс, снабженном нагревательным устройством. Заготовка (фиг. 1) предварительно 5 получена прессованием в режиме сверхпластичности из алюминиевого сплава с подготовленной мелкозернистой структурой.

Прессование осуц;ествляется на устройстве, изображенном на фиг. 3. Ступенчатую заготовку 1 устанавливают в криволи- нейную матрицу 2 так, что максимальная длина образующей малого диаметра совпадает с максимальным радиусом изгиба криволинейной матрицы. Внутрь заготовки устанавливают иглу 3.

5 При перемепхении выдавливаемого металла по криволинейной поверхности матрицы скошенный торец благодаря выполненны.м на нем бурту и проточке, не искажается от сжимающих напряжений и сил трения. При прессовании поддерживается рабочая темпе- 0 ратура 7 430 ± 10°С. Внутренний радиус гиба заготовки У 100 мм.

Заготовка изготавливается из алюминиевого сплава 01420, полученная деталь (фиг. 2) имеет незначительные гео.метричес- кие отклонения от шаблона - в пределах 5 0,2 мм. Овальность сечения не превышает 1 мм. Наличие на заготовке указанных элементов в заданном геометрическом диапазоне позволяет обеспечить устойчивость процесса прессования даже при значительных, максимальных для данного материала степенях деформации.

При ведении процесса без указанных элементов происходит потеря устойчивости сечения заготовки, особенно в зоне торца.

Формула изобретения

1.Заготовка для получения крутоизогнутого патрубка с фланцем, выполн -нная в виде втулки со ступенчатой наружной поверхностью, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества получаемых деталей, на торце заготовки со стороны ступени меньшего диаметра выполнены соответственно расположенный по внутренней поверхности кольцевой бурт, а на наружной - кольцевая проточка.

2.Заготовка по п. 1, отличающаяся тем, что внутренний диаметр кольцевого бурта определяют по зависимости

Ds Id i+d i-dl

где rfa-внутренний диаметр кольцевого бурта;

di - внутренний диаметр исходной заготовки;

- наружный диаметр исходной заготовки в зоне ступени меньшего диаметра;

do - наружный диаметр исходно|1 заго товки в зоне ступени большего диаметра.

3. Заготовка по п. 1, отличающаяся тем, что размеры проточки определяют по зависимости

M R - + Z,

где Д/ - глубина проточки;

R - наружный радиус изгиба заготовки;

Я - высота проточки;

Z - величина гарантированного увеличения расчетного значения.

Фиг. 2

фиг. 5

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к заготовкам для получения крутоизогнутого патрубка с фланцем, и может найти применение в машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение качества изготавливаемых деталей. Заготовка представляет втулку 1 со ступенчатой наружной поверхностью. На торце заготовки в зоне ступени а меньшего диаметра выполнены расположенный по внутренней поверхности кольцевой бурт 2 и наружная проточка. Приведены фор.мулы для расчета размеров бурта и проточки. Проточка обеспечивает в процессе прессования равномерное нереме- шение и разворот торца заготовки. При перемещении прессуемого металла по криволинейной поверхности матрицы скошенный торец заготовки не искажается от сжимаюших напряжений и сил трения, что обеспечивает устойчивость процесса. 2 з.п.ф-лы. 5 нл. а о (Л Фиг.1