RU2564655C1 - Device for gas-static moulding of hollow workpieces - Google Patents
Device for gas-static moulding of hollow workpieces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564655C1 RU2564655C1 RU2014128221/02A RU2014128221A RU2564655C1 RU 2564655 C1 RU2564655 C1 RU 2564655C1 RU 2014128221/02 A RU2014128221/02 A RU 2014128221/02A RU 2014128221 A RU2014128221 A RU 2014128221A RU 2564655 C1 RU2564655 C1 RU 2564655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- axial punch
- gas
- axial
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для изготовления полых изделий, имеющих переменные радиальные сечения вдоль оси заготовки, или изделий с пересекающимися осями, например тройников, крестовин из высокопрочных материалов, и может найти применение в различных отраслях машиностроения.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to devices for the manufacture of hollow products having variable radial sections along the axis of the workpiece, or products with intersecting axes, for example tees, crosspieces made of high-strength materials, and can be used in various engineering industries.
Известны устройства для изготовления полых изделий из трубных заготовок, имеющих переменные радиальные сечения вдоль оси заготовки, раздачей (растяжкой), заключающиеся в растяжении материала заготовки изнутри в радиальном направлении или резиновым пуансоном, или давлением жидкости, или разжимными жесткими секциями, перемещающимися под действием клиновой вставки, взаимодействующей с секциями (Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Ленинградское отделение, Л.: Машиностроение, 1979. с.226-228).Known devices for the manufacture of hollow products from tubular billets having variable radial sections along the axis of the billet, by dispensing (stretching), consisting in stretching the billet material from the inside in the radial direction either by a rubber punch, or by liquid pressure, or by expandable rigid sections moving under the action of a wedge insert interacting with sections (Romanovsky V.P. Handbook of cold stamping. Leningrad branch, L .: Mechanical engineering, 1979. p.226-228).
Недостатками устройств является незначительная достигаемая степень пластической деформации трубной заготовки в радиальном направлении, характеризуемая коэффициентом растяжки (раздачи), равным отношению диаметра заготовки после растяжки (раздачи) к диаметру исходной заготовки, находящемуся в диапазоне 1,25…1,3.The disadvantages of the devices is the insignificant degree of plastic deformation of the pipe billet in the radial direction, characterized by a stretching (distribution) coefficient equal to the ratio of the diameter of the billet after stretching (distribution) to the diameter of the original billet, which is in the range 1.25 ... 1.3.
Увеличить коэффициент раздачи трубных заготовок позволяют устройства, в которых реализуется нагрев очага деформации заготовки. При этом повышается пластичность материала в очаге деформации и за счет этого удается повысить степень ее формоизменения.To increase the coefficient of distribution of pipe billets allow devices that realize heating of the deformation zone of the billet. At the same time, the plasticity of the material in the deformation zone is increased, and due to this, it is possible to increase the degree of its change.
Однако реализация операции раздачи заготовки в таких устройствах осуществляется преимущественно за счет утонения материала стенки исходной трубной заготовки. Это отрицательно сказывается на качестве изготавливаемого изделия, имеющего значительную неравномерность толщин стенок.However, the implementation of the operation of the distribution of the workpiece in such devices is carried out mainly due to the thinning of the material of the wall of the original pipe billet. This adversely affects the quality of the manufactured product, which has a significant non-uniformity of wall thicknesses.
Увеличить коэффициент раздачи труб из высокопрочных материалов позволяют устройства, реализующие метод горячей газостатической формовки (Пашкевич А.Г., Орехов А.В. Формоизменение при раздаче - формовке трубных заготовок в режиме сверхпластичности. Кузнечно-штамповочное производство, 1989, с.16-18). Суть метода заключается в нагреве трубной заготовки, помещенной в матрицу, до температур сверхпластичности (или близким к ним) и создании в ее полости давления газа, под действием которого осуществляют формовку (раздачу) трубной заготовки до размеров внутренней полости матрицы. Для этого метода характерно вязкое течение материала, деформация которого увеличивается во времени, достигая большой величины при относительно малых нагрузках. При этом ресурс деформационной способности материала в десятки раз больше, а сопротивление деформации в несколько раз меньше аналогичных характеристик тех же материалов в пластическом состоянии.To increase the coefficient of distribution of pipes made of high-strength materials allow devices that implement the method of hot gas-static molding (Pashkevich A.G., Orekhov A.V. Shaping during distribution - forming of pipe blanks in superplasticity mode. Forging and stamping, 1989, p.16-18 ) The essence of the method is to heat the tube billet placed in the matrix to superplastic temperatures (or close to them) and create a gas pressure in its cavity, under the action of which the tube billet is molded (distributed) to the dimensions of the inner cavity of the matrix. This method is characterized by a viscous flow of material, the deformation of which increases in time, reaching a large value at relatively small loads. At the same time, the resource of the deformation ability of the material is tens of times greater, and the resistance to deformation is several times less than the similar characteristics of the same materials in the plastic state.
Однако изготовление в этих устройствах полых изделий из высокопрочных трубных заготовок методом газостатической формовки не обеспечивает значительную степень их формоизменения, так как в процессе штамповки участвует лишь материал заготовки, расположенный напротив гравюры матрицы, а процесс увеличения диаметральных размеров формуемых зон осуществляется лишь за счет утонения стенки заготовки (Смирнов О.В. Обработка давлением в состоянии сверхпластичности. М.: Машиностроение, 1979. с.90-125).However, the manufacture in these devices of hollow products from high-strength pipe billets by the method of gas-static molding does not provide a significant degree of their change, since only the material of the workpiece located opposite the matrix engraving is involved in the stamping process, and the process of increasing the diametrical dimensions of the formed zones is carried out only by thinning the wall of the workpiece (Smirnov O.V. Processing by pressure in a state of superplasticity. M.: Mashinostroenie, 1979. p.90-125).
Наиболее близким по технической сущности заявляемому устройству является устройство для раздачи полых заготовок внутренним давлением, содержащее сменную разъемную матрицу, механизм для сжатия торцов заготовки, источник подачи газа в полость заготовки, нагревательные элементы (описание изобретения к авторскому свидетельству 1433582; МПК B21D 41/02, B21D 26/02; заявлено 11.03.1987; опубликовано 30.10.1988). Closest to the technical nature of the claimed device is a device for distributing hollow preforms with internal pressure, containing a removable detachable matrix, a mechanism for compressing the ends of the preform, a gas supply source into the preform cavity, heating elements (description of the invention to copyright certificate 1433582; IPC B21D 41/02, B21D 26/02; claimed 11.03.1987; published 30.10.1988).
Недостатками наиболее близкого технического решения являются:The disadvantages of the closest technical solutions are:
- низкий коэффициент использования материала за счет выполнения обжима концевых участков трубной заготовки для герметизации ее полости и необходимости последующего удаления обжатых участков;- low utilization of the material due to the crimping of the end sections of the tube stock to seal its cavity and the need for subsequent removal of the crimped sections;
- неравномерный нагрев заготовки, заключающийся в том, что центральная зона заготовки, которая претерпевает максимальную деформацию, при растяжении (раздаче) нагревается на меньшую температуру, чем концевые участки заготовки, за счет отвода тепла в атмосферу, так как центральная зона заготовки в процессе деформации заготовки не контактирует с нагретыми полуматрицами, и, как следствие, степень пластической деформации материала заготовки в центральной зоне снижается;- uneven heating of the workpiece, which consists in the fact that the central zone of the workpiece, which undergoes maximum deformation, is heated to a lower temperature during stretching (distribution) than the end sections of the workpiece, due to heat removal to the atmosphere, since the central zone of the workpiece during the workpiece deformation does not come in contact with heated semi-matrices, and, as a result, the degree of plastic deformation of the workpiece material in the central zone is reduced;
- существенное утонение формоизменяемых стенок изготавливаемой детали за счет их формирования преимущественно из материала заготовки расположенного напротив профиля матрицы при отсутствии возможности целенаправленного управления величиной подпора стенок, величина которого на начальном этапе раздачи заготовки не может быть больше силы обжима концевых участков заготовки.- Significant thinning of the formable walls of the manufactured part due to their formation mainly from the workpiece material located opposite the matrix profile in the absence of the possibility of targeted control of the amount of wall support, the value of which at the initial stage of the workpiece distribution cannot be greater than the crimping force of the end sections of the workpiece.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение производительности процесса формовки за счет снижения усилий формовки, уменьшение коэффициента использования материала, а также повышение качества деталей за счет уменьшения или устранения утонения стенок заготовок при деформировании.The technical result to which the invention is directed is to increase the productivity of the molding process by reducing molding efforts, reducing the utilization rate of the material, as well as improving the quality of parts by reducing or eliminating thinning of the walls of the workpieces during deformation.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для газостатической формовки полых заготовок содержит сменную разъемную матрицу, механизм для сжатия торцев заготовки, источник подачи газа в полость заготовки, нагревательные элементы.The specified technical result is achieved by the fact that the device for gas-static molding of hollow preforms contains a removable detachable matrix, a mechanism for compressing the ends of the preform, a source of gas supply to the preform cavity, heating elements.
Новым в изобретении является то, что нагревательные элементы установлены в корпусе стационарной нагревательной камеры изотермического разъемного блока, при этом корпус стационарной нагревательной камеры жестко прикреплен к основанию, изотермический разъемный блок также включает в себя датчик температуры и подвижный кожух, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения по основанию устройства относительно стационарной нагревательной камеры и установленным в нем осевым пуансоном, имеющим центральное сквозное отверстие, через которое проходит шток, в концевой части которого выполнен клиновой паз для установки самотормозящегося клина, взаимодействующего с торцом осевого пуансона, дополнительно осевой пуансон имеет отверстие, пневматически связанное с источником подачи газа в полость заготовки, механизм для сжатия торцов заготовки содержит гидроцилиндр с двумя последовательно расположенными поршнями одинакового диаметра, имеющими штоки, причем шток поршня со стороны заготовки выполняет роль осевого пуансона и имеет сквозное отверстие, через которое проходит шток другого поршня, взаимодействующий с осевым пуансоном подвижного кожуха, образованные полости в гидроцилиндре гидравлически связаны с источником давления рабочей среды, в полость изотермического блока, образованную нагревательной камерой и подвижным кожухом, установлена сменная разъемная матрица.New in the invention is that the heating elements are installed in the housing of the stationary heating chamber of an isothermal detachable unit, while the housing of the stationary heating chamber is rigidly attached to the base, the isothermal detachable unit also includes a temperature sensor and a movable casing mounted with the possibility of reciprocating movement on the base of the device relative to the stationary heating chamber and the axial punch installed in it having a central through the hole through which the rod passes, in the end part of which a wedge groove is made for installing a self-braking wedge interacting with the end face of the axial punch, in addition the axial punch has an opening pneumatically connected to the gas supply source into the billet cavity, the mechanism for compressing the billet ends contains a hydraulic cylinder with two sequentially arranged pistons of the same diameter having rods, and the piston rod from the side of the workpiece acts as an axial punch and has a through hole through which the piston rod of another piston interacts with the axial punch of the movable casing, the formed cavities in the hydraulic cylinder are hydraulically connected to the pressure source of the working medium, a replaceable detachable matrix is installed in the cavity of the isothermal block formed by the heating chamber and the movable casing.
В случае изготовления детали с отводом (например, тройника) сменная разъемная матрица содержит дополнительное отверстие для размещения формуемого отвода с установленным в нем вкладышем. В этом случае вкладыш выполняет роль подпора, уменьшающего величину утонения стенок на заключительной стадии формовки отвода.In the case of manufacturing a part with a tap (for example, a tee), the removable detachable matrix contains an additional hole for accommodating a moldable tap with an insert installed in it. In this case, the liner plays the role of a backwater, reducing the amount of thinning of the walls at the final stage of forming the outlet.
Вкладыш содержит осевое отверстие для выхода газа из зоны ограниченной торцом вкладыша и внешней поверхностью отвода.The liner contains an axial hole for the exit of gas from the zone bounded by the end face of the liner and the outer surface of the outlet.
Применение в качестве рабочей среды гидроцилиндра псевдожидкости («шарики-графит») имеет ряд преимуществ:The use of a pseudo-fluid hydraulic cylinder ("balls-graphite") as a working medium has several advantages:
- текучесть, независимая от температуры эксплуатации;- fluidity independent of operating temperature;
- несжимаемость;- incompressibility;
- низкое объемное температурное расширение;- low volumetric thermal expansion;
- достаточно широкий температурный диапазон применения (от -60°C до +500°C);- a fairly wide temperature range of use (from -60 ° C to + 500 ° C);
- не пожароопасна;- not fire hazard;
- нет зависимости изменения свойств от повышения и понижения температуры.- there is no dependence of changes in properties on increasing and decreasing temperatures.
Снижение сил при формовке достигается за счет равномерного нагрева всей заготовки, что значительно увеличивает степень пластической деформации, а следовательно, повышается производительность процесса формовки. Равномерный нагрев заготовки обеспечивается за счет работы изотермического блока, в рабочей зоне которого размещают заготовку. При этом рабочая зона блока прогревается равномерно за счет отсутствия тепловых потерь в атмосферу, окружающую блок с внешней стороны.The reduction of forces during molding is achieved by uniform heating of the entire workpiece, which significantly increases the degree of plastic deformation, and therefore, the productivity of the molding process increases. Uniform heating of the workpiece is ensured by the operation of the isothermal unit, in the working area of which the workpiece is placed. In this case, the working area of the unit is heated evenly due to the absence of heat loss to the atmosphere surrounding the unit from the outside.
Повышение коэффициента использования материала достигается за счет отсутствия обжима концевых участков заготовки, а герметизация полости заготовки обеспечивается за счет силового контакта торцов трубной заготовки с торцами осевых пуансонов. При этом силовой контакт пуансонов с торцами заготовки обеспечивает, кроме герметизации ее полости, подпор стенки заготовки, т.е. наложение сжимающих нагрузок на ее стенки для создания благоприятных условий перемещения материала стенок в зону деформации заготовки (т.е. при изготовлении, например тройника, перемещение материала стенок из трубной части в формуемый отвод).An increase in the utilization rate of the material is achieved due to the absence of crimping of the end sections of the workpiece, and the sealing of the cavity of the workpiece is ensured by the force contact of the ends of the pipe workpiece with the ends of the axial punches. In this case, the force contact of the punches with the ends of the workpiece provides, in addition to sealing its cavities, a support for the wall of the workpiece, i.e. the imposition of compressive loads on its walls to create favorable conditions for the movement of the wall material into the deformation zone of the workpiece (i.e., when manufacturing, for example, a tee, moving the wall material from the pipe part to the formed branch).
Устранение утонения стенок деформируемой заготовки достигается в случае, если степень раздачи трубной заготовки невелика, а подпор материала стенок заготовки (и его перемещение) осевыми пуансонами в зону деформации заготовки компенсирует возникающее утонение стенок раздаваемой зоны заготовки. В этом случае можно получить толщину раздаваемой стенки даже больше исходной.Elimination of thinning of the walls of the deformable billet is achieved if the degree of distribution of the tube billet is small, and the support of the material of the walls of the billet (and its movement) with axial punches into the zone of deformation of the billet compensates for the occurring thinning of the walls of the banded zone of the billet. In this case, it is possible to obtain the thickness of the wall being distributed even more than the original.
Уменьшение утонения деформируемой стенки заготовки при ее формовке (раздаче) реализуется за счет обеспечения силового подпора стенки заготовки осевыми пуансонами, которые прикладывают встречные силы к торцам трубной заготовки при ее пневмоформовке. На прилагаемых чертежах изображено:The reduction of thinning of the deformable wall of the billet during its molding (distribution) is realized by providing force backing of the billet wall with axial punches, which exert counter forces on the ends of the tube billet during its pneumoforming. The accompanying drawings show:
фиг. 1 - устройство для газостатической формовки полых заготовок (исходное положение трубной заготовки перед ее газостатической формовкой);FIG. 1 - a device for gas-static molding of hollow billets (the initial position of the tube billet before its gas-static molding);
фиг. 2 - заключительный этап газостатической формовки трубной заготовки;FIG. 2 - the final stage of gas-static molding of the pipe billet;
фиг. 3 - вариант 1 схемы герметизации полости заготовки осевым пуансоном;FIG. 3 -
фиг. 4 - вариант 2 схемы герметизации полости заготовки осевым пуансоном;FIG. 4 -
фиг. 5 - вариант рабочей зоны штампа на заключительном этапе газостатической формовки осесимметричного изделия.FIG. 5 is a variant of the working area of the stamp at the final stage of gas-static molding of an axisymmetric product.
Устройство для газостатической формовки полых заготовок содержит сменную разъемную матрицу 1, механизм для сжатия торцов заготовки 2, источник подачи газа 3 в полость заготовки 2, нагревательные элементы 4 (фиг. 1).A device for gas-static molding of hollow preforms contains a removable
Нагревательные элементы установлены в корпусе 5 стационарной нагревательной камеры 6 изотермического разъемного блока (фиг. 1). Корпус 5 стационарной нагревательной камеры 6 жестко прикреплен к основанию 7 устройства (фиг. 1). Изотермический разъемный блок также включает в себя датчик температуры 8 и подвижный кожух 9, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения по основанию 7 относительно стационарной нагревательной камеры 6 при помощи роликовых подшипников 10 (фиг. 1). В подвижном кожухе 9 установлен осевой пуансон 11, имеющий центральное сквозное отверстие, через которое проходит шток 12, в концевой части которого выполнен клиновой паз, для установки самотормозящегося клина 13 (фиг. 1).The heating elements are installed in the
Самотормозящийся клин 13 взаимодействует с торцом 14 осевого пуансона 11. Дополнительно осевой пуансон 11 имеет отверстие, пневматически связанное с источником подачи газа 3 в полость заготовки 2 (фиг. 1).Self-
Механизм для сжатия торцов заготовки 2 содержит гидроцилиндр 15 с двумя последовательно расположенными поршнями 16, 17 (фиг. 1) одинакового диаметра, имеющими штоки 18, 12, причем шток 18 поршня 16 (фиг. 1), способный контактировать с заготовкой 2, выполняет роль осевого пуансона (далее - осевой пуансон 18) и имеет сквозное отверстие, через которое проходит шток 12 поршня 17 (фиг. 1, 2).The mechanism for compressing the ends of the
Полости, образованные гидроцилиндром 15 с поршнями 16, 17, осевым пуансоном 18 и штоком 12 гидравлически связаны через распределитель 19 с источником давления 20 рабочей среды. В полость изотермического блока, образованную нагревательной камерой 6 и подвижным кожухом 9, установлен штамп, включающий в себя корпус 21 (фиг. 1, 2, 5), жестко связанный с подвижным кожухом 9 и охватывающий сменную разъемную матрицу 1. Плоскость разъема сменной матрицы 1 проходит через ось трубной заготовки 2 и располагается в плоскости чертежа (фиг. 1, 2).The cavities formed by the
Сменная разъемная матрица 1 при изготовлении детали с отводом 22 (например, тройника) (фиг. 2) содержит дополнительное отверстие 23 (фиг. 1) для размещения отвода 22 детали с установленным в нем вкладышем 24.Replaceable
Вкладыш 24 содержит осевое отверстие для выхода газа из зоны, ограниченной рабочим торцом вкладыша 24 и внешней поверхностью отвода 22 (фиг. 1, 2).The
Дополнительно, для обеспечения отвода тепла от гидроцилиндра 15 устройство может быть снабжено охлаждающим элементом 25, например в виде змеевика с циркулирующим хладагентом (фиг. 1, 2).Additionally, to ensure heat removal from the
В качестве рабочей среды, обеспечивающей работу гидроцилиндра 15, используют псевдожидкость («шарики - графит»), также возможно использовать огнестойкую жидкость (например, на силиконовой основе) или газ, а осевые пуансоны 11, 18 и шток 12 изготовить из жаропрочных, например металлокерамических, материалов или жаростойких сталей, способных выдерживать рабочие нагрузки при газостатической формовке заготовок (фиг. 1, 2).As the working medium that ensures the operation of the
Устройство для газостатической формовки полых заготовок работает следующим образом (на примере пневмоформовки тройника из высокопрочной трубной заготовки) (фиг. 1).A device for gas-static molding of hollow billets works as follows (using pneumatic molding of a tee from a high-strength pipe billet) (Fig. 1).
В исходном положении подвижный кожух 9 совместно с пуансоном 11 и корпусом 21 штампа (фиг. 1, 2, 5) находятся на загрузочной позиции. При этом подвижный кожух 9 выведен из контакта с корпусом 5 стационарной нагревательной камеры 6 и перемещен по основанию 7 влево (при удаленном самотормозящем клине 13) на расстояние от корпуса 5 нагревательной камеры 6, достаточное для свободного доступа в рабочую зону штампа (фиг. 1, 2).In the initial position, the
В полость корпуса 21 штампа устанавливают сменную разъемную матрицу 1 с трубной заготовкой 2. Предварительно на поверхность трубной заготовки 2 может быть нанесена смазка. Устанавливают вкладыш 24 в полость сменной разъемной матрицы 1 (фиг. 1, 2).In the cavity of the
Затем подвижный кожух 9 со штампом и заготовкой 2 перемещают по основанию 7 устройства вправо, обеспечивая контакт подвижного кожуха 9 с корпусом 5 нагревательной камерой 6 с образованием замкнутой полости изотермического блока. При этом шток 12 входит в осевое отверстие пуансона 11, а трубная заготовка 2 входит в контакт с осевым пуансоном 18. Перемещение подвижного кожуха 9 вправо заканчивают при выходе концевой зоны штока 12 с клиновым пазом за пределы левого торца пуансона 11. В свободный клиновой паз штока 12 вставляют самотормозящийся клин 13. На этом заканчивают подготовительный этап работы устройства (фиг. 1, 2).Then the
На следующем этапе осуществляют непосредственно газостатическую формовку трубной заготовки 2 в изделие.In the next step, the gas-static molding of the
Включают кнопку «Пуск».Turn on the start button.
При этом начинают работать нагревательные элементы 4, обеспечивая нагрев трубной заготовкой 2 до заданной температуры, например до температуры, приближающейся к температурному интервалу перехода материала заготовки 2 в сверхпластичное состояние или обеспечивающей указанный переход (фиг. 2).In this case, the
При повышении температуры в изотермическом блоке до заданной величины, контролируемой датчиком температуры 8, полость заготовки 2 пневматически соединяют с источником инертного газа 3, например аргона, находящегося под избыточным давлением. При этом поступающий под давлением газ вытесняет из полости заготовки 2 воздух. Одновременно распределитель 19 источника давления 20 занимает положение I, и рабочая жидкость или газ поступает в полость гидроцилиндра 15 (фиг. 2).When the temperature in the isothermal unit rises to a predetermined value controlled by the
При этом поршень 17 начинает двигаться вправо, а поршень 16 влево с равными скоростями. Соответственно осевой пуансон 12 и осевой пуансон 18 механизма для сжатия торцов заготовки совершают перемещение навстречу друг другу. Осуществляется позиционирование заготовки 2 в осевом направлении относительно рабочего профиля сменной разъемной матрицы 1 с обеспечением силового контакта торцов осевых пуансонов 11 и 18 с торцами заготовки 2. Под действием сжимающих нагрузок со стороны пуансонов 11 и 18 материал трубной заготовки 2 затекает в кольцевые зазоры между пуансонами и полостью разъемной сменной матрицей 1 с образованием заусенца 26 (фиг. 3), осуществляя тем самым герметизацию полости трубной заготовки 2 и обеспечивая создание в ее замкнутой полости давления газа (фиг. 2).In this case, the
Герметизация полости заготовки 2 может быть осуществлена также путем внедрения в торцы трубной заготовки 2 кольцевых выступов 27 (фиг. 4), выполненных на торцах пуансонов, взаимодействующих с заготовкой 2.Sealing the cavity of the
Под совместным действием давления газа в полости заготовки 2 (фиг. 2), температуры и сжимающих нагрузок, приложенных к торцам трубной заготовки 2 осевыми пуансонами 11 и 18, последняя деформируется, приобретая форму тройника. В этом случае вкладыш 24 выполняет роль подпора, уменьшающего величину утонения стенок формуемого отвода тройника и управляющего формой торца отвода на заключительной стадии его формовки.Under the combined action of gas pressure in the cavity of the billet 2 (Fig. 2), temperature and compressive loads applied to the ends of the
Устройство позволяет деформировать высокопрочные в обычных условиях трубные заготовки в изделия различных форм.The device allows you to deform pipe workpieces, high-strength under ordinary conditions, into products of various shapes.
На фиг. 5 в качестве примера приведен вариант рабочей зоны штампа на заключительном этапе газостатической формовки осесимметричного изделия.In FIG. 5, as an example, a variant of the working zone of the stamp is shown at the final stage of gas-static molding of an axisymmetric product.
Управляя давлением газа, нагнетаемого в полость заготовки 2, температурой нагрева, силой сжатия торцов заготовки 2, а также скоростью встречного перемещения пуансонов, обеспечивают оптимальный диапазон скоростей деформации материала заготовки 2 в режиме сверхпластической деформации или в диапазоне, близком к режиму сверхпластической деформации.By controlling the pressure of the gas injected into the cavity of the
Вследствие того что стенки заготовки 2 находятся в условиях объемного неравномерного сжатия и материал заготовки 2 из концевых зон смещается в область раздачи заготовки 2, снижается величина утонения стенок изготавливаемого изделия, повышается степень формоизменения заготовки в очаге пластической деформации.Due to the fact that the walls of the
Устройство позволяет реализовать и иной режим деформирования заготовки 2, отличающийся от вышеописанного. Например, обеспечив нагрев материала заготовки 2 до состояния сверхпластичности, осуществляют осадку ее стенок путем наложения сжимающих нагрузок на ее торцы пуансонами 2, а затем в полости заготовки 2 создают давление газа, завершая формоизменение заготовки под совместным воздействием температуры, давления газа и сжимающих нагрузок со стороны осевых пуансонов. При этом предварительная осадка стенок заготовки 2 приводит к их утолщению, способствуя изготовлению изделий или без утонения его стенок в зоне формоизменения заготовки или снижает величину утонения стенок.The device allows you to implement a different mode of deformation of the
После завершения газостатической формовки трубной заготовки 2 в изделие сбрасывают давление газа в полости изделия, выключают нагрев рабочей зоны установки и переключают распределитель 19 источника давления 20 (фиг. 2) в положение II. При этом поршень 16 перемещается вправо, занимая исходное положение, а поршень 17 со штоком 12 перемещается влево, устраняя силовой контакт самотормозящего клина 13 с торцом 14 (фиг. 1) пуансона 11. Самотормозящий клин 13 вынимают из паза штока 12. Затем подвижный кожух 9 перемещают по основанию 7 устройства влево и извлекают сменную разъемную матриц 1 с отформованной заготовкой 2.After completion of gas-static molding of the
Дальнейшее извлечение отформованного изделия из сменной разъемной матрицы 1 осуществляют на рабочем месте путем раскрытия ее половин.Further extraction of the molded product from a removable
На этом заканчивают процесс газостатической формовки трубной заготовки 2, а устройство готово к повторению описанного цикла изготовления изделия из высокопрочного материала.This completes the process of gas-static molding of the
Для повышения производительности при изготовлении изделий и экономии энергоресурсов целесообразно изготовить не менее двух сменных разъемных матриц. Это позволяет выполнить формоизменение заготовки, извлечение отштампованного изделия и подготовку следующей заготовки под штамповку, параллельно во времени. С этой же целью возможен вариант, предусматривающий оснащение устройства, как минимум, двумя подвижными кожухами с соответствующими штампами.To increase productivity in the manufacture of products and save energy, it is advisable to produce at least two interchangeable split dies. This allows you to carry out the shaping of the workpiece, removing the stamped product and preparing the next workpiece for stamping, in parallel in time. For the same purpose, an option is possible that provides for equipping the device with at least two movable casings with corresponding dies.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет обеспечить повышение производительности процесса формовки, а также повышение качества изготавливаемых деталей.Thus, the claimed device allows to increase the productivity of the molding process, as well as improving the quality of manufactured parts.
Claims (3)
2 Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сменная разъемная матрица выполнена с дополнительным отверстием для размещения отвода формуемой полой заготовки с установленным в нем вкладышем.1. A device for gas-static molding of hollow preforms containing a removable detachable matrix, a mechanism for compressing the ends of the preform, a gas supply source into the preform cavity and heating elements, characterized in that it is equipped with a stationary heating chamber of an isothermal detachable block with a housing that is rigidly fixed to the base , a temperature sensor, a movable casing installed with the possibility of reciprocating movement along the base relative to the stationary heating chamber, is set an axial punch in it with a central through hole, a rod passing through the said hole and having a wedge groove in the end part, with a self-braking wedge installed in it, interacting with the end of the axial punch, the axial punch having an additional hole pneumatically connected to the supply source gas into the cavity of the workpiece, the mechanism for compressing the ends of the workpiece is made in the form of a hydraulic cylinder with two pistons of the same diameter located in two cavities in series with rods, and the piston rod on the workpiece side is made in the form of an axial punch with a through hole through which the rod of another piston passes and interacts with the axial punch of the movable casing, these cavities in the hydraulic cylinder are hydraulically connected to the pressure source of the working medium, with a removable detachable matrix installed in the cavity formed by the heating chamber and the movable casing, and the heating elements are installed in the said housing.
2 The device according to claim 1, characterized in that the removable detachable matrix is made with an additional hole for accommodating the tap of the molded hollow workpiece with a liner installed in it.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014128221/02A RU2564655C1 (en) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | Device for gas-static moulding of hollow workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014128221/02A RU2564655C1 (en) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | Device for gas-static moulding of hollow workpieces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2564655C1 true RU2564655C1 (en) | 2015-10-10 |
Family
ID=54289563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014128221/02A RU2564655C1 (en) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | Device for gas-static moulding of hollow workpieces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2564655C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2821415C1 (en) * | 2023-09-25 | 2024-06-24 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Device for making aircraft shells from titanium alloy tubular billet in superplasticity state |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1433582A1 (en) * | 1987-03-11 | 1988-10-30 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Arrangement for expanding hollow billets by internal pressure |
| RU2047408C1 (en) * | 1990-11-06 | 1995-11-10 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Method for manufacture of enclosures from sheet billets |
| DE69507201T2 (en) * | 1994-05-12 | 1999-06-24 | Benteler Ind Inc | Hydroforming device |
| RU83952U1 (en) * | 2009-02-02 | 2009-06-27 | Константин Юрьевич Апатов | DEVICE FOR PRODUCTION BY METHOD OF SHEET FORMING IN THE STATE OF SUPERPLASTICITY |
-
2014
- 2014-07-09 RU RU2014128221/02A patent/RU2564655C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1433582A1 (en) * | 1987-03-11 | 1988-10-30 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Arrangement for expanding hollow billets by internal pressure |
| RU2047408C1 (en) * | 1990-11-06 | 1995-11-10 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Method for manufacture of enclosures from sheet billets |
| DE69507201T2 (en) * | 1994-05-12 | 1999-06-24 | Benteler Ind Inc | Hydroforming device |
| RU83952U1 (en) * | 2009-02-02 | 2009-06-27 | Константин Юрьевич Апатов | DEVICE FOR PRODUCTION BY METHOD OF SHEET FORMING IN THE STATE OF SUPERPLASTICITY |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2821415C1 (en) * | 2023-09-25 | 2024-06-24 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Device for making aircraft shells from titanium alloy tubular billet in superplasticity state |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7191032B2 (en) | Methods of and apparatus for forming hollow metal articles | |
| JP5192038B2 (en) | Apparatus and method for axially forming elongated hollow body | |
| CN106734841A (en) | A kind of pair of flange multidirectional precision forming device of I-shaped stainless steel body | |
| CN110976587B (en) | Forming method and device for continuous multi-wave pipe fitting with ultra-large section difference | |
| JP2010046715A (en) | Method and device of manufacturing fastening tool or fixing tool, particularly screw or threaded bolt each having radially outward profile | |
| CN104070078A (en) | Ultrahigh-pressure hydrostatic extrusion forming technology of magnesium alloy pipe and extrusion mold | |
| CN104785563A (en) | Precise extruding and forming method for long barrel-shaped component with base | |
| CN105057529A (en) | Extrusion forming method for hollow shaft forged piece with variable cross section | |
| Wang et al. | State⁃ of⁃ the⁃ Art of Stamping⁃ Forging Process with Sheet Metal Blank | |
| JP2016078101A (en) | Method and device for manufacturing molded body | |
| US7810367B2 (en) | Method of shaping a metallic hollow member in a shaping tool at increased temperature and under internal pressure | |
| JP5838222B2 (en) | Large-diameter product manufacturing apparatus using hydroforming method and manufacturing method thereof | |
| RU2564655C1 (en) | Device for gas-static moulding of hollow workpieces | |
| KR101452194B1 (en) | Method of Precision Processing for Inner and Outer Diameter of Fixed Primary Piston with Forging Processing | |
| CN103978061A (en) | Hydraulic extruding device for long and thin thick-wall variable-cross-section inner bore, and method | |
| KR101483236B1 (en) | Method of Precision Processing for Inner and Outer Diameter of Fixed Secondary Piston with Forging Processing | |
| RU2686503C1 (en) | Method for combined pipe ends upsetting | |
| RU2706392C1 (en) | Method of manufacturing large-size forgings of half-cases of ball valves | |
| US11065673B2 (en) | Hot steel forging in horizontal press | |
| RU2781933C1 (en) | Method for cold stamping of half couplings | |
| CN107000022A (en) | For extending the method and apparatus to manufacture pipe by continuous hydraulic | |
| EP3406367A1 (en) | Method and apparatus for producing a piston top with a cooling chamber | |
| KR101138187B1 (en) | Apparatus for manufacturing large caliber product using hydroforming and method thereof | |
| TW201441005A (en) | Multi-action extrusion device, multi-action extrusion machine, and extrusion method | |
| RU2410188C2 (en) | Procedure for fabrication of hollow spherical items with one or several axially symmetrical bends |