RU2142359C1 - Method for making articles with curvilinear surface of revolution - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacture of seats of ball cocks. SUBSTANCE: method for making articles with curvilinear surface of revolution comprises steps of winding blank in the form of coil with use of identical belts in the form of trapeziums. Bases of trapeziums exceed height of article respectively along its outer and inner diameters by value of material pressing down. In order to provide uniform distribution of pressed down material, leading ends of belts are shifted one relative to another by the same distance and blank is tightened along outer diameter by constant-width belt. EFFECT: reduced non-uniformity of material deformation, elimination of rejects caused by wrinkles, cracking and shape distortions, increased material usage factor due to optimization of cutting out process. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технологии изготовления изделий прессованием и предназначено для получения изделий с криволинейной поверхностью вращения переменной толщины, например седел шаровых кранов. The invention relates to a technology for manufacturing products by pressing and is intended to produce products with a curved surface of revolution of variable thickness, for example seats of ball valves.

Известен способ изготовления изделий с криволинейной поверхностью вращения, заключающийся в том, что штамп вдавливают в заготовку, которую выполняют в виде рулона ленты (патент RU 2001770, B 29 C 43/02, 1991). A known method of manufacturing products with a curved surface of rotation, which consists in the fact that the stamp is pressed into the workpiece, which is performed in the form of a roll of tape (patent RU 2001770, B 29 C 43/02, 1991).

Недостатком известного способа при изготовлении изделий с криволинейной поверхностью вращения является неравномерная степень деформации заготовки, что при использовании в качестве пресс-материала типа терморасширенного графита (ТРГ), вызывают складчатость, значительные внутренние напряжения, приводящие к изменению геометрической формы изделия и часто к трещинам по складкам. The disadvantage of this method in the manufacture of products with a curved surface of rotation is the uneven degree of deformation of the workpiece, which when used as a press material such as thermally expanded graphite (TEG), cause folding, significant internal stresses, leading to a change in the geometric shape of the product and often to cracks in the folds .

Целью настоящего изобретения является устранение отмеченного недостатка, для чего намотку заготовки выполняют одинаковыми лентами в форме трапеций, основания которых превышают соответственно высоты изделия по внешнему и внутреннему диаметрам на величину упрессовки материала, а начала лент смещены относительно друг друга на величину, равную отношению длины внутренней окружности заготовки к числу лент. The aim of the present invention is to eliminate the noted drawback, for which the winding of the workpiece is performed with the same tapes in the form of trapeziums, the bases of which exceed respectively the product heights in the outer and inner diameters by the amount of material pressing, and the tape beginnings are offset relative to each other by an amount equal to the ratio of the inner circumference blanks to the number of tapes.

Дополнительно заготовку обматывают по наружному диаметру лентой постоянной ширины, которой стягивают заготовку и закрывают места выхода концов лент на поверхность изготавливаемой детали. Additionally, the workpiece is wrapped around the outer diameter with a tape of constant width, which tightens the workpiece and closes the exit points of the ends of the tapes to the surface of the workpiece.

Способ был реализован при изготовлении седел шаровых кранов с наружным диаметром от 35 до приблизительно 140 мм и отношением высот изделий по наружному и внутреннему диаметрам до 3,75 из лент терморасширенного графита, толщиной до 0,6 мм. The method was implemented in the manufacture of ball valve seats with an outer diameter of 35 to about 140 mm and a ratio of the heights of the products on the outer and inner diameters of up to 3.75 from thermally expanded graphite tapes, up to 0.6 mm thick.

Данные для раскроя лент определялись в следующей последовательности:
определяли суммарную длину лент, исходя из размеров гнезда пресс-формы, по формуле
L = (D $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{н}}$ -D $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{в}}$ )•K•π/4t,
где L - суммарная длина лент;
D_н - наружный диаметр детали;
D_в - внутренний диаметр детали;
K - коэффициент заполнения формы (по экспериментальным данным K = 0,85);
T - толщина лент из ТРГ.Data for cutting ribbons was determined in the following sequence:
determined the total length of the tapes, based on the size of the mold cavity, according to the formula
L = (D $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{n}}$ -D $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{in}}$ ) • K • π / 4t,
where L is the total length of the tapes;
D _n - the outer diameter of the part;
D _in - the inner diameter of the part;
K is the fill factor of the form (according to experimental data, K = 0.85);
T is the thickness of the tapes from the TRG.

Ширину ленты постоянного сечения определяли по формуле:
b = M/L•t•ρ,
где b - ширина ленты;
M - масса детали;
ρ - плотность ленты
Число лент ориентировочно определяли из соотношения n = L/l₁, где n - число лент; l₁ - длина ленты, которая назначалась с учетом оптимального раскрытия материала.The width of the tape of constant cross section was determined by the formula:
b = M / L • t • ρ,
where b is the width of the tape;
M is the mass of the part;
ρ - tape density
The number of tapes was approximately determined from the relation n = L / l ₁ , where n is the number of tapes; l ₁ - the length of the tape, which was assigned taking into account the optimal disclosure of the material.

С учетом обматывания заготовки лентой постоянной ширины для уточнения n и l₁ использовалось соотношение (L - D_н) >l₁ • n.Taking into account the winding of the workpiece with tape of constant width, the ratio (L - D _n )> l ₁ • n was used to specify n and l ₁ .

Сущность изобретения поясняют фиг. 1, 2, 3. The invention is illustrated in FIG. 1, 2, 3.

Ленту шириной 2b и длиной l₁ разрезали на две трапециевидные ленты 1, как это показано на фиг. 1.A tape of width 2b and length l _{1 was} cut into two trapezoidal tapes 1, as shown in FIG. 1.

Величина упрессовки материала, как разность между высотой профиля заготовки и соответствующей высотой профиля изделия, существенно выравнивается при обеспечении пропорциональности оснований трапеции a и (2b - a) (фиг.1) соответственно высотам внешней (h_н) и внутренней (h_в) стенок изделия.The magnitude of the material pressing, as the difference between the height of the workpiece profile and the corresponding height of the product profile, is substantially equalized while ensuring the proportionality of the trapezoid bases a and (2b - a) (Fig. 1), respectively, to the heights of the external (h _n ) and internal (h _c ) walls of the product .

При этом a = 2b • h_н/h_н + h_b.Moreover, a = 2b • h _n / h _n + h _b .

В результате раскроя получали (n-1) лент вида 1 и одну ленту вида 2 (фиг.1) для комплектации одной заготовки. Длину ленты 2 определяли по формуле l₂ = l₁ + b • (L - l₁ • n)/a, причем величина b•(L-l₁•n)/a > πD_н
После раскроя определяли массу комплекта лент и доводили ее до заданной величины путем обрезания широкого конца ленты 2.As a result of the cutting, (n-1) ribbons of type 1 and one ribbon of type 2 (Fig. 1) were obtained to complete one blank. The length of tape 2 was determined by the formula l ₂ = l ₁ + b • (L - l ₁ • n) / a, and the quantity b • (Ll ₁ • n) / a> πD _n
After cutting, the mass of the set of tapes was determined and adjusted to a predetermined value by cutting the wide end of the tape 2.

Лента 2 может быть разделена на ленту 1 и участок с постоянной шириной без изменения сущности изобретения. Tape 2 can be divided into tape 1 and a section with a constant width without changing the essence of the invention.

Процесс сборки заготовки поясняет фиг.2. Узкие концы лент 3 поочередно закрепляли на оправке 4 из тонкослистового материала зажимами 5, смещая их по окружности оправки с шагом, равным отношению длины окружности оправки к числу лент, а затем наматывали и стягивали ленты вращения оправки. Потом зажимы убирали, заготовку перемещали к другому концу оправки и подтягивали ленты на оправке. The assembly process of the workpiece is illustrated in figure 2. The narrow ends of the tapes 3 were alternately fixed on the mandrel 4 of thin-sheet material with clamps 5, displacing them around the circumference of the mandrel with a step equal to the ratio of the circumference of the mandrel to the number of ribbons, and then the rotation of the mandrel was wound and pulled together. Then the clamps were removed, the workpiece was moved to the other end of the mandrel and the ribbons were pulled on the mandrel.

Фиг. 3 поясняет операции установки заготовки в пресс-форму и прессования. Оправку с заготовкой надевали на пуансон 6, при этом вводили в обойму 7, после чего оправку утопляли внутрь обоймы 7. Устанавливали нажимную втулку 8 и сближали ее с обоймой 7 до смыкания торцев пресс-формы. FIG. 3 illustrates the operations of installing a workpiece into a mold and pressing. The mandrel with the workpiece was put on the punch 6, while being inserted into the holder 7, after which the mandrel was drowned inside the holder 7. The pressure sleeve 8 was installed and brought it close to the holder 7 until the ends of the mold were closed.

При прессовании седел шаровых кранов по описанному способу был практически полностью исключен брак из-за складчатости, трещин и искажений формы. When pressing the seats of ball valves according to the described method, marriage was almost completely eliminated due to folding, cracks and distortion of the shape.

Значительно улучшен внешний вид изделий. Одновременно, за счет оптимизации раскроя материала ТРГ для заготовок, коэффициент использования материала повысился до 0,9е Significantly improved appearance of products. At the same time, due to the optimization of the cutting of the TWG material for billets, the material utilization rate increased to 0.9 e

Claims (2)

1. Способ изготовления изделия с криволинейной поверхностью вращения, включающий намотку заготовок в виде рулона ленты, установку ее в пресс-форму и прессование, отличающийся тем, что намотку выполняют одинаковыми лентами в форме трапеций, основания которых превышают соответственно высоты изделия по внешнему и внутреннему диаметрам на величину упрессовки материала, а начала лент смещены относительно друг друга на величину, равную отношению длины внутренней окружности заготовки к числу лент. 1. A method of manufacturing a product with a curved surface of revolution, including winding blanks in the form of a roll of tape, installing it in a mold and pressing, characterized in that the winding is performed with the same tapes in the form of trapeziums, the bases of which exceed respectively the height of the product in external and internal diameters by the amount of compression of the material, and the beginning of the tapes are offset relative to each other by an amount equal to the ratio of the length of the inner circumference of the workpiece to the number of tapes. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовку дополнительно обматывают по наружному диаметру лентой постоянной ширины. 2. The method according to claim 1, characterized in that the preform is further wrapped around the outer diameter with a tape of constant width.

Images