Способ получения полых изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК B21J5/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для получения полых изделий (труб) жидкостью высокого давления.

Цель изобретения - повышение производительности и качества получаемых трубных заготовок.

На чертеже представлено устройство для реализации данного способа.

Устройство для гидростатического экс- пандирования содержит контейнер 1, пуансон 2, обжимную калибрующую матрицу 3, экспандер 4, державку 5 экспандера и его опору 6, подставку 7 контейнера, тяги перемещения 8 контейнера и тягу перемещения 9 опоры экспандера, соединенные с гидроцилиндрами перемещения (не показаны).

На чертеже также обозначены демпфирующий упор 10 для изделия, окно 11 в подставке 7, центральный 12 и радиальный 13

каналы в головке экспандера, обрабатываемая заготовка 14.

Диаметр каналов 12 и 13 составляет 1,5-3 мм. В качестве демпфирующего упора служит резиновая прокладка или пружина сжатия. Подставка 7 скреплена с контейнером 1. Рабочий угол головки экспандера по величине больше угла матричной воронки и составляет, например, для экспандера 40- 60° (2ci) и 20-30° для матрицы. Количество деформационных зон экспандера, в зависимости от количества подводов жидкости по высоте экспандера, выбирается не менее 2-х (один ряд радиальных каналов). Материалом-державки экспандера служит термооб- работанная инструментальная сталь, например, Х12М; отношение длины к диаметру 5-10.

Пример. Заготовки из меди М05 диаметром 75 мм высотой 60 мм имеют про«яа

ON

сверленное сквозное отверстие диаметром 20 мм. Матрица с двойным углом формообразующего конуса 30°, диаметр калибрующего отверстия 70 мм. Головка экспандера с рабочим конусом 60°, диаметр калибрующего пояска 60 мм, на высоте равной половине очага деформации включен один подвод гидростатической смазки.

В контейнер опускают 2-3 заготовки, при контакте с инструментом заготовка уплотняется по сопрягаемым поверхностям с матрицей и экспандером. Затем в канал контейнера заливают рабочую жидкость, например касторовое масло, и движением пуансона 2 создают давление. Под действием давления сжатой жидкости заготовка начинает деформироваться в кольцевую щель, образованную экспандером и матрицей. При этом отверстие заготовки раздается в 3 раза, а наружный размер заготовки за счет наружного калибрующего обжатия уменьшается в 1,075 раза,

Длина получаемой втулки 250 мм. Рабочее давление выдавливания 540 МПа.

При полной выпрессовке одной заготовки отпрессованное пресс-изделие падает на демпфирующий упор. Разгон ее исключается стабилизацией процесса деформации, обусловленной равномерным истечением при минимальном объеме рабочей жидкости, диаметре заготовки, близком к диаметру контейнера и пуансона, осуществлением схемы деформации заготовка за заготовкой. Очередная заготовка отсекает пресс-изделие от воздействия на нее жидкости высокого давления.

После этого давление в контейнере сбрасывается, но пуансон полностью не выводится, и контейнер, тягами перемещения 8 поднимается вверх на уровень головки экспандера 4, тягами 9 опора б экспандера отводится в сторону от оси обработки для извлечения отпрессованной втулки. Отпрессованная втулка извлекается, снимается с державки экспандера.

Затем опора 6 с экспандером возвращается на ось обработки, контейнер опускается вниз и прижимается к опоре. Последующим движением пуансона вниз создается указанное рабочее давление и осуществляется очередной цикл деформации очередной заготовки.

Экспандирование заготовки происходит в облегченных условиях внешнего трения заготовки с инструментом, при более благоприятной напряженно-деформационной схеме. Реализация гидростатического экспандирования позволяет улучшить качество обработки, повысить точность формы отверстия, снизить шероховатость обработанной поверхности. Исключается схватывание деформируемого металла с инструментом. При гидростатическом экспандировании на поверхности экспандера после 20 прессовок не обнаружено следов налипания металла, изменение его геометрических размеров.

Раздача отверстия с одновременным редуцированием заготовки калибрующую

обжимную матрицы способствует повышению точности и качества детали и за счет обработки ее наружной поверхности.

На отпрессованных предлагаемым способом втулках отклонение геометрических

размеров (разностенность по длине, эляип- сность) составляет 2-4%.

При условии механизации отвода контейнера, как показывает опыт гидроэкструзии изделий,ориентировочная

производительность устройства и процесса составит 40-60 изделий в час.

Полученные гидростатическим экспан- дированием медные втулки использованы в качестве оболочек при получении композиционных материалов.

Формула изобретения

1.Способ получения полых изделий, за- ключающийся в гидропрессовании полой

заготовки через очко матрицы и одновременной раздаче внутренней полости заготовки экспандером, установленным коаксиально матрице, отличающийся

тем, что, с целью повышения производительности и качества изделий, в процессе раздачи внутренней полости заготовки осуществляют дополнительный гидростатический ввод рабочей жидкости в зону раздачи

экспандером.

2.Устройство для получения полых изделий, содержащее контейнер, матрицу с коническим заходным участком, с конической головкой экспандер, основание которого закреплено на опоре, головка размещена коаксиально матрице, образуя кольцевую рабочую зону с формообразующей полостью,отличающееся тем,что формообразующая полость образована конической поверхностью заходного участка матрицы и конической поверхностью головки, при этом угол наклона образующей поверхности конического участка головки экспандера к его оси превышает величину

угла наклона к этой же оси образующей конической поверхности матрицы, а головка экспандера снабжена центральным и связывающими с ним рабочую зону радиальными каналами для подвода смазки, при этом

контейнер и опора выполнены с возмож- вдоль вертикальной ностью относительного перемещения осей.

и горизонтальной

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для получения полых изделий (труб) жидкостью высокого давления. Цель изобретения - повышение производительности и качества получаемых трубных заготовок. Для этого деформацию заготовки со сквозным отверстием осуществляют воздействием жидкостью высокого давления, при этом основную деформацию формирования внутренней полости путем закрепленного снизу экспандера производят одновременно с наружным калибрующим обжатием через ко- аксиально ему расположенную матрицу. В зону деформации экспандера дополнительно осуществляют гидростатический ввод смазки. Контейнер и опора экспандера выполнены с возможностью перемещения соответственно по оси обработки и перпендикулярно ей. Головка экспандера содержит центральный и связывающие с ним деформационные зоны радиальные каналы. Рабочий угол экспандера по величине превышает угол обжимной калибрующей матрицы. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. сл с

У/////////777