RU2786562C1 - Apparatus for producing corrugations on the outer surface of a cylindrical shell - Google Patents

Apparatus for producing corrugations on the outer surface of a cylindrical shell Download PDF

Info

Publication number
RU2786562C1
RU2786562C1 RU2022110700A RU2022110700A RU2786562C1 RU 2786562 C1 RU2786562 C1 RU 2786562C1 RU 2022110700 A RU2022110700 A RU 2022110700A RU 2022110700 A RU2022110700 A RU 2022110700A RU 2786562 C1 RU2786562 C1 RU 2786562C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working
mandrel
cylindrical shell
diameter
working mandrel
Prior art date
Application number
RU2022110700A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сергеевич Яковлев
Виктор Анатольевич Коротков
Борис Сергеевич Яковлев
Ксения Алексеевна Березина
Григорий Алексеевич Вобликов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2786562C1 publication Critical patent/RU2786562C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: shaping.
SUBSTANCE: invention relates to an apparatus for producing corrugations on the outer surface of a cylindrical shell. Apparatus comprises a lower plate, pushers, an upper plate with a die installed thereon, and a hollow elastic working mandrel with a longitudinal cut and a flange, with protrusions of the height h for applying corrugations made on the inner surface of said mandrel. The die has a working hole for compressing the working mandrel. A punch, pushers, and a cover are installed on the lower plate. The inner cavity of the hollow elastic working mandrel is made with a diameter Dro=Dz+2(Z+h), wherein Dz is the outer diameter of the cylindrical shell, Z is the gap between the top of the protrusion of the hollow elastic working mandrel and the cylindrical shell. The longitudinal cut of the working mandrel has a width δ=2π(Z+h). The working hole of the die has a diameter Dm=Dz+2t, wherein t is the thickness of the wall of the working mandrel. The diameter of the entrance part of the working hole of the die is not less than the diameter of the inner cavity of the working mandrel Dro.
EFFECT: higher accuracy of producing corrugations.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деталей типа оболочек, на наружной поверхности которых имеются рифли.The invention relates to the processing of metals by pressure, and in particular to the manufacture of parts such as shells, on the outer surface of which there are corrugations.

Известно устройство для формирования рифлей ромбовидной формы на наружной поверхности цилиндрической оболочки (патент РФ №2655555, МПК8. В21С 37/20; B21J 5/12; B21J 13/02; B21K 21/06, опубл. 28.05.2018, бюл. №16), содержащее нижнюю плиту, матрицу вытяжки на рабочей поверхности которой имеются спиральные клиновые выступы, съемник, пружины съемника, крепежные винты, матрицедержатель, пуансон, упорный подшипник, пуансонодержатель, верхнюю плиту, хвостовик, в котором формоизменение оболочки проводят за две последовательные операции вытяжки. На каждой операции цилиндрическую оболочку под действием пуансона, введенного в полость цилиндрической оболочки с упором в нее, протягивают с локальным утонением через матрицу со спиральными клиновыми выступами на рабочей поверхности, имеющими угол подъема спирали не более 45°, с обеспечением поворота пуансона с цилиндрической оболочкой или матрицы вокруг оси под действием силы вытяжки и локальным утонением стенки цилиндрической оболочки в местах контакта со спиральными клиновыми выступами матрицы, при этом на первой и второй операциях вытяжки используют матрицы со спиральными клиновыми выступами, имеющими противоположное направление угла подъема спирали, а операции вытяжки осуществляют с удалением цилиндрической оболочки с рифлями ромбовидной формы на наружной поверхности на провал.A device for forming a diamond-shaped corrugation on the outer surface of a cylindrical shell is known (RF patent No. 2655555, IPC 8 . B21C 37/20; B21J 5/12; B21J 13/02; B21K 21/06, publ. 28.05.2018, bull. No. 16), containing a bottom plate, a drawing matrix on the working surface of which has spiral wedge protrusions, a puller, puller springs, fixing screws, a die holder, a punch, a thrust bearing, a punch holder, an upper plate, a shank in which the shell is shaped in two successive drawing operations . At each operation, the cylindrical shell, under the action of a punch inserted into the cavity of the cylindrical shell with an emphasis on it, is pulled with local thinning through a matrix with spiral wedge protrusions on the working surface, having a helix angle of not more than 45°, ensuring the rotation of the punch with a cylindrical shell or dies around the axis under the action of the drawing force and local thinning of the wall of the cylindrical shell at the points of contact with the spiral wedge protrusions of the matrix, while the first and second drawing operations use dies with spiral wedge protrusions having the opposite direction of the helix angle, and the drawing operations are carried out with the removal cylindrical shell with diamond-shaped corrugations on the outer surface to fail.

Недостатком устройства является возможность получения сетки рифлей только ромбовидной формы. В устройстве нельзя получить сетку рифлей произвольной формы. Необходимо производить две операции для получения сетки рифлей.The disadvantage of the device is the possibility of obtaining a grid of corrugations only diamond-shaped. It is impossible to get a grid of riffles of arbitrary shape in the device. It is necessary to perform two operations to obtain a riffle mesh.

Известно также устройство для получения рифлей на наружной поверхности цилиндрической оболочки (патент РФ №2762688, МПК8. B21K 21/00; B21J 5/12; В21С 37/20; B21D 17/02, опубл. 22.12.2021, бюл. №36), принятое за прототип, содержащее нижнюю плиту, выталкиватели, упругую рабочую оправку с продольным разрезом, при этом верхняя часть устройства имеет верхнюю плиту, на которой закреплены стойки, длина которых не менее высоты рабочей части пуансона, с установленной на них матрицей, на нижней плите установлен пуансон, толкатели, крышка, полая упругая рабочая оправка с фланцем, на внутренней поверхности которой нанесены выступы для нанесения рифлей требуемой формы.It is also known a device for obtaining corrugations on the outer surface of a cylindrical shell (RF patent No. 2762688, IPC 8 . B21K 21/00; B21J 5/12; B21C 37/20; B21D 17/02, publ. 22.12.2021, bull. No. 36 ), taken as a prototype, containing a bottom plate, ejectors, an elastic working mandrel with a longitudinal section, while the upper part of the device has an upper plate on which racks are fixed, the length of which is not less than the height of the working part of the punch, with a matrix installed on them, on the bottom The plate is equipped with a punch, pushers, a cover, a hollow elastic working mandrel with a flange, on the inner surface of which protrusions are applied for applying the required shape of the corrugation.

Недостатком устройства является тот, что для получения рифлей требуемой глубины по всему периметру на наружной поверхности цилиндрической оболочки с помощью полой упругой рабочей оправки ее продольный разрез должен быть таким, чтобы при обжиме полой упругой рабочей оправки с помощью матрицы происходило полное смыкание полой упругой рабочей оправки по продольному разрезу в момент формирования рифлей требуемой глубины.The disadvantage of the device is that in order to obtain a corrugation of the required depth around the entire perimeter on the outer surface of the cylindrical shell using a hollow elastic working mandrel, its longitudinal section must be such that when the hollow elastic working mandrel is compressed using a matrix, the hollow elastic working mandrel is completely closed along longitudinal section at the time of the formation of the grooves of the required depth.

Задачей изобретения является повышение точности получения рифлей по размерам и форме за счет использования полой упругой рабочей оправки с продольным разрезом при обжиме которой матрицей, происходит полное смыкание полой упругой рабочей оправки по продольному разрезу и формирование рифлей заданной глубины и формы.The objective of the invention is to increase the accuracy of obtaining corrugations in size and shape through the use of a hollow elastic working mandrel with a longitudinal section, when compressed by a matrix, the hollow elastic working mandrel is completely closed along the longitudinal section and the formation of corrugations of a given depth and shape.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство для получения рифлей на наружной поверхности цилиндрической оболочки, содержащее верхнюю плиту с закрепленными стойками, длина которых не менее высоты рабочей части пуансона, с установленной на стойках матрицей для обжима, нижнюю плиту, на которой закреплены пуансон, толкатели, полая упругая рабочая оправка с продольным разрезом и фланцем, на внутренней поверхности которой выполнены выступы высотой h требуемой формы и размерами, крышка, выталкиватель, при этом полая упругая рабочая оправка выполнена с толщиной стенки t=(2÷4)h, внутренняя полость диаметром Dpo=Dз+2(Z+h), где Dз - наружный диаметр цилиндрической оболочки, Z - зазор между вершиной выступа полой упругой рабочей оправки и цилиндрической оболочки, с шириной продольного разреза δ=2π(Z+h), а в матрице выполнено рабочее отверстие для обжима полой упругой рабочей оправки диаметром Dм=Dз+2t с диаметром заходной части не менее Dpo.To solve this problem, a device is proposed for obtaining corrugations on the outer surface of a cylindrical shell, containing an upper plate with fixed racks, the length of which is not less than the height of the working part of the punch, with a die for crimping mounted on the racks, a bottom plate on which the punch is fixed, pushers, hollow an elastic working mandrel with a longitudinal section and a flange, on the inner surface of which there are protrusions with a height h of the required shape and dimensions, a cover, an ejector, while the hollow elastic working mandrel is made with a wall thickness t=(2÷4)h, an internal cavity with a diameter D po =D c +2(Z+h), where D c is the outer diameter of the cylindrical shell, Z is the gap between the top of the protrusion of the hollow elastic working mandrel and the cylindrical shell, with the width of the longitudinal section δ=2π(Z+h), and in the matrix a working hole is made for crimping a hollow elastic working mandrel with a diameter D m =D C + 2t with a lead-in diameter of at least D po .

На фиг. 1 показана верхняя часть устройства перед началом операции формообразования рифлей на наружной поверхности.In FIG. 1 shows the top of the device before starting the operation of shaping the corrugations on the outer surface.

На фиг. 2 нижняя часть устройства перед началом операции.In FIG. 2 bottom of the device before starting the operation.

На фиг. 3 показано устройство после окончания рабочего хода и формирования рифлей на наружной поверхности.In FIG. 3 shows the device after the end of the working stroke and the formation of corrugations on the outer surface.

На фиг. 4 показано устройство в момент удаления готовой цилиндрической детали.In FIG. 4 shows the device at the time of removal of the finished cylindrical part.

На фиг. 5 приведено в разрезе относительное положение цилиндрической оболочки и полой рабочей оправки до начала формообразования рифлей.In FIG. 5 shows in section the relative position of the cylindrical shell and the hollow working mandrel before the formation of the corrugations.

На фиг. 6 показано в разрезе относительное положение цилиндрической оболочки и полой рабочей оправки в момент формообразования рифлей.In FIG. 6 shows in section the relative position of the cylindrical shell and the hollow working mandrel at the time of the formation of the corrugations.

Устройство (фиг. 1) содержит: нижнюю плиту 1, на которой крепежными винтами 10 закреплена крышка 3, удерживающая полую упругую рабочую оправку 4 с продольным разрезом δ=2π(Z+h), и нанесенными на внутренней поверхности выступами высотой h. На нижней плите 1 установлены толкатели 6 с выталкивателем 5 и пуансон 2, на котором базируется цилиндрическая оболочка 11. На верхней плите 7 на стойках 8 установлена матрица 9 для обжима полой упругой рабочий оправки 4.The device (Fig. 1) contains: a bottom plate 1, on which a cover 3 is fixed with fixing screws 10, holding a hollow elastic working mandrel 4 with a longitudinal section δ=2π(Z+h), and protrusions of height h applied on the inner surface. On the bottom plate 1 there are pushers 6 with an ejector 5 and a punch 2 on which the cylindrical shell 11 is based. On the top plate 7 on the racks 8 there is a matrix 9 for crimping a hollow elastic working mandrel 4.

Устройство работает следующим образом. При сборке нижней части устройства проверяют крепление полой упругой рабочей оправки 4. Ее фланец должен располагаться между нижней плитой 1 и крышкой 3, закрепленной к нижней плите 1 крепежными винтами 10. При этом фланцевый участок не должен быть жестко защемлен и имел возможность перемещаться в радиальном направлении. При сборке верхней части устройства (фиг. 1) на верхней плите 7 установлены стойки 8 и матрица 9. Длина стоек 8 должна быть не менее высоты рабочей части пуансона 2. Верхнюю часть устройства закрепляют на ползуне пресса, а нижнюю часть (фиг. 2) на столе пресса (не показан). При закреплении производят ориентацию верхней части устройства относительно нижней части с обеспечением соосности рабочего инструмента: матрицы 9, пуансона 2 и полой упругой рабочей оправки 4. Цилиндрическую оболочку 11 устанавливают на пуансон 2 до контакта с выталкивателем 5 (фиг. 2). Между поверхностью цилиндрической оболочки 11 и полой упругой рабочей оправкой 4 выполнен зазор Z. Внутренняя полость полой упругой рабочей оправки 4 выполнена диаметром Dpo=Dз+2(Z+h), где Dз - наружный диаметр цилиндрической оболочки 11. При этом в полой упругой рабочей оправке выполнен продольный разрез шириной δ=2π(Z+h). Включают пресс и при рабочем ходе верхняя плита 7 и матрица 9, имеющая рабочую полость диаметром Dм=Dз+2t и заходную поверхность диаметром Dpo входят в контакт с полой упругой рабочей оправкой 4, совершая ее упругий обжим с коэффициентом обжима

Figure 00000001
(фиг. 3). Происходит формирование рифлей требуемой глубины и формы на наружной поверхности цилиндрической оболочки 11 в результате воздействия на нее полой упругой рабочей оправки 4. Благодаря наличию зазора между крышкой 3 и фланцевым участком полой упругой рабочей оправки 4 происходит ее радиальное перемещение и обеспечивается контакт по всей высоте и периметру наружной поверхности цилиндрической оболочкой 11 за один рабочий ход.The device works as follows. When assembling the lower part of the device, the fastening of the hollow elastic working mandrel 4 is checked. Its flange must be located between the bottom plate 1 and the cover 3, fixed to the bottom plate 1 with fixing screws 10. In this case, the flange section should not be rigidly clamped and be able to move in the radial direction . When assembling the upper part of the device (Fig. 1), racks 8 and a matrix 9 are installed on the top plate 7. The length of the racks 8 must be at least the height of the working part of the punch 2. The upper part of the device is fixed on the press slide, and the lower part (Fig. 2) on the press table (not shown). When fixing, the upper part of the device is oriented relative to the lower part, ensuring the coaxiality of the working tool: matrix 9, punch 2 and hollow elastic working mandrel 4. Cylindrical shell 11 is installed on punch 2 until contact with ejector 5 (Fig. 2). Between the surface of the cylindrical shell 11 and the hollow elastic working mandrel 4, a gap Z is made . the hollow elastic working mandrel has a longitudinal section with a width δ=2π(Z+h). The press is turned on and during the working stroke, the upper plate 7 and the matrix 9, which has a working cavity with a diameter of D m \u003d D c + 2t and a lead-in surface with a diameter of D po come into contact with a hollow elastic working mandrel 4, making its elastic crimping with a crimping ratio
Figure 00000001
(Fig. 3). Corrugations of the required depth and shape are formed on the outer surface of the cylindrical shell 11 as a result of the action of a hollow elastic working mandrel 4 on it. Due to the presence of a gap between the cover 3 and the flange section of the hollow elastic working mandrel 4, it moves radially and provides contact along the entire height and perimeter outer surface of the cylindrical shell 11 in one stroke.

При обратном ходе (фиг. 3) матрица 9 с верхней плитой 7 выходит из контакта с полой упругой рабочей оправкой 4, которая упруго раздается до первоначального размера. Для предотвращения перемещения полой упругой рабочей оправки 4 вместе с матрицей 9 в полой упругой рабочей оправке 4 выполнен фланец, контактирующий с крышкой 3. Благодаря этому ограничивают перемещение полой упругой рабочей оправки 4 в осевом направлении и возможностью перемещения в радиальном направлении. После срабатывания толкателей 6, воздействующих на выталкиватель 5, цилиндрическую оболочку 11 поднимают над пуансоном 2 и удаляют из устройства (фиг. 4). Затем в устройство устанавливают новую цилиндрическую оболочку и повторяют процесс.During the reverse stroke (Fig. 3), the matrix 9 with the top plate 7 comes out of contact with the hollow elastic working mandrel 4, which is elastically expanded to its original size. To prevent the movement of the hollow elastic working mandrel 4 together with the matrix 9, the hollow elastic working mandrel 4 has a flange in contact with the cover 3. Due to this, the movement of the hollow elastic working mandrel 4 in the axial direction is limited and the possibility of movement in the radial direction. After actuation of the pushers 6 acting on the pusher 5, the cylindrical shell 11 is raised above the punch 2 and removed from the device (Fig. 4). Then a new cylindrical shell is installed in the device and the process is repeated.

Преимуществом устройства является повышение точности обработки путем получения рифлей требуемых размеров и формы на наружной поверхности по всему периметру и высоте цилиндрической оболочки.The advantage of the device is to increase the accuracy of processing by obtaining corrugations of the required size and shape on the outer surface around the entire perimeter and height of the cylindrical shell.

Claims (1)

Устройство для получения рифлей на наружной поверхности цилиндрической оболочки, содержащее нижнюю плиту, выталкиватели, полую упругую рабочую оправку с продольным разрезом и фланцем, на внутренней поверхности которой выполнены выступы высотой h требуемой формы для нанесения рифлей, верхнюю плиту, на которой закреплены стойки, длина которых не менее высоты рабочей части пуансона, с установленной на них матрицей, имеющей рабочее отверстие для обеспечения обжима рабочей оправки, при этом на нижней плите установлены пуансон, толкатели и крышка, отличающееся тем, что внутренняя полость полой упругой рабочей оправки выполнена с диаметром Dpo=Dз+2(Z+h), где Dз - наружный диаметр цилиндрической оболочки, Z - зазор между вершиной выступа рабочей оправки и цилиндрической оболочкой, при этом продольный разрез рабочей оправки имеет ширину δ=2π(Z+h), а рабочее отверстие матрицы для обеспечения обжима рабочей оправки имеет диаметр Dм=Dз+2t, где t - толщина стенки рабочей оправки, причем диаметр заходной части рабочего отверстия матрицы не менее диаметра внутренней полости рабочей оправки Dpo.A device for producing corrugations on the outer surface of a cylindrical shell, containing a bottom plate, ejectors, a hollow elastic working mandrel with a longitudinal section and a flange, on the inner surface of which there are protrusions with a height h of the required shape for applying corrugations, an upper plate on which racks are fixed, the length of which not less than the height of the working part of the punch, with a matrix installed on them, having a working hole to ensure the crimping of the working mandrel, while the punch, pushers and cover are installed on the bottom plate, characterized in that the inner cavity of the hollow elastic working mandrel is made with a diameter D po = D c +2(Z+h), where D c is the outer diameter of the cylindrical shell, Z is the gap between the top of the protrusion of the working mandrel and the cylindrical shell, while the longitudinal section of the working mandrel has a width of δ=2π(Z+h), and the working the hole of the matrix to ensure the crimping of the working mandrel has a diameter D m \u003d D c + 2t, where t is the wall thickness of the working mandrel, and di the diameter of the entry part of the working hole of the matrix is not less than the diameter of the inner cavity of the working mandrel D po .
RU2022110700A 2022-04-19 Apparatus for producing corrugations on the outer surface of a cylindrical shell RU2786562C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2786562C1 true RU2786562C1 (en) 2022-12-22

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU458364A1 (en) * 1970-05-13 1975-01-30 Предприятие П/Я Г-4361 Device for the manufacture of ribbed products
EP0497438A1 (en) * 1991-01-28 1992-08-05 MANNESMANN Aktiengesellschaft Method and device to hydraulically expand tubular hollow profiles
RU2753073C1 (en) * 2020-12-08 2021-08-11 Федеральное государственное бюджетное образовательной учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method for producing riffles on outer surface of shell
RU2762688C1 (en) * 2020-12-08 2021-12-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Apparatus for producing corrugations on the outer surface of a cylindrical shell

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU458364A1 (en) * 1970-05-13 1975-01-30 Предприятие П/Я Г-4361 Device for the manufacture of ribbed products
EP0497438A1 (en) * 1991-01-28 1992-08-05 MANNESMANN Aktiengesellschaft Method and device to hydraulically expand tubular hollow profiles
RU2753073C1 (en) * 2020-12-08 2021-08-11 Федеральное государственное бюджетное образовательной учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method for producing riffles on outer surface of shell
RU2762688C1 (en) * 2020-12-08 2021-12-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Apparatus for producing corrugations on the outer surface of a cylindrical shell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2607853C2 (en) Stamped precision cartridge case
US3893326A (en) Apparatus for reduction drawing of hollow bodies of stainless steel
JP6269824B2 (en) Mold and undercut molding method
US4435973A (en) Method of producing ring-shaped metal parts
RU2460604C1 (en) Moulding tool of combined action for obtaining mainly of tubular goods with flat flange
US5544548A (en) Cold forming method of toothed ring-shaped products and forming apparatus for its use
RU2786562C1 (en) Apparatus for producing corrugations on the outer surface of a cylindrical shell
RU2655555C1 (en) Method of diamond-shaped riffle forming on outer surface of cylindrical shell
US2739557A (en) Method and apparatus for deep drawing of metals
KR101528122B1 (en) An apparatus for producing cylinder-type case by deep-drawing
RU2705829C1 (en) Drawing die for hollow parts with variable wall thickness height
RU2762688C1 (en) Apparatus for producing corrugations on the outer surface of a cylindrical shell
RU2753075C1 (en) Device for obtaining diamond-shaped riffles on outer and inner surfaces of cylindrical shell
JP5783598B2 (en) Pipe-shaped bending apparatus
RU2753073C1 (en) Method for producing riffles on outer surface of shell
JP4835119B2 (en) Manufacturing method of high precision ring
RU2715512C1 (en) Device for production of rhomboid retaining flights on outer surface of shell
RU2755137C1 (en) Method for obtaining diamond-shaped riffles on the outer and inner surfaces of a cylindrical shell
RU2789639C1 (en) Device for obtaining a grid of rifles on the inner surface of the shell
RU2796090C1 (en) Device for producing corrugations on the inner surface of a cylindrical shell
US20230249239A1 (en) Workpiece production apparatus
RU2705830C1 (en) Die for drawing with thinning
RU2623510C1 (en) Method of forming-drawing down of the shell-sheet parts by plastic metal
RU2818530C1 (en) Method of producing shells with longitudinal ribs on outer surface
JP6477294B2 (en) Rotating forging die, forging manufacturing method and forging