RU85377U1 - DEVICE FOR DISTRIBUTION OF THIN-WALLED CYLINDER RINGS - Google Patents

Abstract

Устройство для раздачи тонкостенных цилиндрических колец, содержащее толкатель, пуансон и опорное кольцо, отличающееся тем, что пуансон выполнен с возможностью одновременной раздачи двух или более тонкостенных колец, а его рабочая поверхность выполнена по криволинейной S-образной образующей.A device for distributing thin-walled cylindrical rings containing a pusher, a punch and a support ring, characterized in that the punch is configured to simultaneously distribute two or more thin-walled rings, and its working surface is made along a curved S-shaped generatrix.

Description

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности, к устройствам для раздачи тонкостенных цилиндрических колец.The invention relates to the field of metal forming, in particular, to devices for distributing thin-walled cylindrical rings.

Известны устройства для получения конической и криволинейной формы на концах трубных заготовок раздачей пуансоном с увеличением диаметра исходной заготовки: Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1979; Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М: Машиностроение. 1977; Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1989.Known devices for producing a conical and curved shape at the ends of pipe billets by distributing a punch with an increase in the diameter of the initial billet: Romanovsky V.P. Handbook of cold stamping. L .: Engineering, 1979; Popov E.A. Fundamentals of the theory of sheet stamping. M: Engineering. 1977; Averkiev Yu.A., Averkiev A.Yu. Cold stamping technology. M .: Engineering, 1989.

Наиболее распространенным на практике являются устройства для раздачи концов трубных заготовок коническим пуансоном.The most common in practice are devices for distributing the ends of pipe blanks with a conical punch.

Недостатками известных устройств являются искажение формы образующей заготовки вследствие пластического изгиба перед контактом с конической поверхностью пуансона и на сходе деформированной части заготовки с конической поверхности пуансона. (Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М: Машиностроение. 1977, стр.259; Аверкиев Ю.А., Аверкиев А.Ю. Технология холодной штамповки. М.: Машиностроение, 1989, стр.211.). Эти недостатки не позволяют получать цилиндрические кольца большего диаметра без искажения формы при раздаче коническим пуансоном цилиндрических колец меньшего диаметра.The disadvantages of the known devices are the distortion of the shape of the forming blanks due to plastic bending before contact with the conical surface of the punch and at the exit of the deformed part of the workpiece from the conical surface of the punch. (Popov EA, Fundamentals of the theory of sheet stamping. M: Mechanical Engineering. 1977, p. 259; Averkiev Yu.A., Averkiev A.Yu. Cold stamping technology. M: Mechanical Engineering, 1989, p. 211). These disadvantages do not allow to obtain cylindrical rings of larger diameter without distortion of shape when distributing cylindrical rings of smaller diameter with a conical punch.

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является обеспечение по всему профилю рабочей поверхности пуансона непрерывного контакта с поверхностью деформируемых колец, что позволяет получать цилиндрические кольца большего диаметра с уменьшением толщины стенки раздачей колец меньшего диаметра без искажения цилиндрической формы по высоте кольца.The task to which the claimed utility model is directed is to ensure continuous contact with the surface of the deformable rings over the entire working surface of the punch, which allows to obtain cylindrical rings of larger diameter with a decrease in wall thickness by distributing rings of smaller diameter without distorting the cylindrical shape along the height of the ring.

Поставленная задача решается посредством того, что в устройстве для раздачи тонкостенных цилиндрических колец, содержащем толкатель, пуансон и опорное кольцо, пуансон выполнен с возможностью одновременной раздачи, по меньшей мере, двух тонкостенных колец, а его рабочая поверхность в поперечном сечении выполнена S-образной образующей.The problem is solved by the fact that in the device for distributing thin-walled cylindrical rings containing a pusher, a punch and a support ring, the punch is configured to simultaneously distribute at least two thin-walled rings, and its working surface in cross section is made S-shaped .

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 показано устройство для раздачи трех цилиндрических колец с начальными размерами d₀, h₀, H₀. На левой части фигуры показаны кольца при верхнем положении толкателя и пуансона. На правой части фигуры показаны кольца при нижнем положении толкателя и пуансона.The utility model is illustrated by the drawing, where Fig. 1 shows a device for distributing three cylindrical rings with initial dimensions d ₀ , h ₀ , H ₀ . On the left side of the figure rings are shown at the upper position of the pusher and punch. On the right side of the figure, rings are shown at the lower position of the pusher and punch.

Устройство для раздачи цилиндрических колец содержит толкатель 1, пуансон 2, выполненный с возможностью одновременной раздачи, в данном случае трех колец, и с рабочей поверхностью, выполненной криволинейной S-образной формы, а также опорное кольцо 3 и деформируемые кольца 4, 5, 6. Пуансон имеет цилиндрическую направляющую часть диаметром d₀ для центрирования по оси начального цилиндрического кольца и калибрующий поясок диаметром d для деформированного кольца, сходящего с пуансона после раздачи. Толкатель 1 центрируется по оси пуансона 2 цилиндрической выточкой и отделяется от пуансона для снятия кольца после раздачи.The device for distributing cylindrical rings contains a pusher 1, a punch 2, configured to simultaneously distribute, in this case, three rings, and with a working surface made of a curved S-shaped, as well as a support ring 3 and deformable rings 4, 5, 6. The punch has a cylindrical guide part with a diameter d ₀ for centering along the axis of the initial cylindrical ring and a calibrating girdle with a diameter d for a deformed ring coming off the punch after distribution. The pusher 1 is centered on the axis of the punch 2 with a cylindrical groove and is separated from the punch to remove the ring after distribution.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Первое кольцо 4 с начальными размерами d₀, h₀, H₀ устанавливается на опорное кольцо 3 по центрирующей выточке. Пуансон 2 в сборе с толкателем 1 устанавливается в кольцо 4 по направляющему пояску диаметром d₀. При перемещении толкателя 1 и пуансона 2 происходит раздача и проталкивание кольца 4 до середины криволинейного профиля пуансона. Затем на опорное кольцо 3 устанавливается второе кольцо 5 и пуансон 2 с толкателем 1. При втором перемещении толкателя и пуансона кольцо 5 занимает положение кольца 4, которое проталкивается по верхней части профиля пуансона с выходом торца над его калибрующим пояском. Затем на опорное кольцо 3 устанавливается третье кольцо 6 и пуансон 2 с толкателем 1. При перемещении толкателя и пуансона кольцо 6 занимает положение кольца 5, проталкиваемого в положение кольца 4, которое сталкивается с калибрующего пояска пуансона, принимая конечные размеры d, h, H. Кольцо 4 удаляется после раздачи при отделении толкателя 1 от пуансона 2.The first ring 4 with initial dimensions d ₀ , h ₀ , H _{0 is} installed on the support ring 3 along a centering groove. The punch 2 complete with the pusher 1 is installed in the ring 4 along the guide belt with a diameter of d ₀ . When the pusher 1 and the punch 2 are moved, the ring 4 is distributed and pushed to the middle of the punch curved profile. Then, a second ring 5 and a punch 2 with a pusher 1 are mounted on the support ring 3. During the second movement of the pusher and the punch, the ring 5 occupies the position of the ring 4, which is pushed along the upper part of the punch profile with the end exit over its calibrating girdle. Then, the third ring 6 and the punch 2 with the pusher 1 are installed on the support ring 3. When the pusher and the punch are moved, the ring 6 occupies the position of the ring 5, pushed into the position of the ring 4, which collides with the calibrating belt of the punch, taking the final dimensions d, h, H. Ring 4 is removed after distribution when the pusher 1 is separated from the punch 2.

Сила Р, приложенная к толкателю 1, возрастает на нестационарной стадии раздачи первых двух колец. При раздаче третьего кольца сила Р принимает постоянное значение стационарной стадии процесса деформирования. При раздаче цилиндрического кольца с начальными размерами d₀, h₀, H₀ в цилиндрическое кольцо с большим диаметром d толщина стенки h и высота кольца H после раздачи определяются формуламиThe force P applied to the pusher 1 increases at the non-stationary stage of distribution of the first two rings. When distributing the third ring, the force P takes a constant value of the stationary stage of the deformation process. When distributing a cylindrical ring with initial dimensions d ₀ , h ₀ , H ₀ into a cylindrical ring with a large diameter d, the wall thickness h and the height of the ring H after distribution are determined by the formulas

Начальный и конечный диаметры цилиндрического кольца при раздаче ограничены предельной пластической деформацией растяжения свободной кромки деформируемого кольца.The initial and final diameters of the cylindrical ring during distribution are limited by the ultimate plastic tensile strain of the free edge of the deformable ring.

Давление p на границе контакта пуансона с деформируемым кольцом зависит от профиля пуансона и определяется формулойThe pressure p at the interface between the punch and the deformable ring depends on the profile of the punch and is determined by the formula

где h - переменная вдоль профиля пуансона толщина стенки кольца; σ_θ и σ_φ - окружное и меридиональное напряжения; R₁ и R₂ - радиусы кривизны профиля в меридиональном и нормальном к профилю сечениях. При положительном давлении p по всему профилю сохраняется непрерывный контакт пуансона с деформируемым кольцом, и при проталкивании кольца по всей длине профиля пуансона цилиндрическая форма деформированного кольца после раздачи не искажается. Так как при раздаче напряжение σ_θ положительно, а напряжение σ_φ отрицательно, то условие положительности давления p принимает вид неравенстваwhere h is the variable along the profile of the punch wall thickness of the ring; σ _θ and σ _φ are the circumferential and meridional stresses; R ₁ and R ₂ are the radii of curvature of the profile in the meridional and normal to the profile sections. At a positive pressure p over the entire profile, the continuous contact of the punch with the deformable ring is maintained, and when the ring is pushed along the entire length of the punch profile, the cylindrical shape of the deformed ring after distribution is not distorted. Since the voltage in the distribution σ _θ is positive and the voltage negative σ _φ, condition positivity pressures p becomes inequality

Нарушение неравенства (4), приводящее к отрыву кольца от пуансона, возможно при малых отрицательных значениях R₁ и больших значениях R₂, зависящих от профиля образующей пуансона.Violation of inequality (4), leading to the separation of the ring from the punch, is possible for small negative values of R ₁ and large values of R ₂ depending on the profile of the generatrix of the punch.

Процесс раздачи цилиндрического кольца моделируется на ЭВМ по безмоментной теории пластической деформации тонкостенной оболочки вращения с учетом контактного трения, упрочнения материала, изменения толщины стенки и нормальной анизотропии с использованием квадратичного условия пластичности. В программе рассчитываются напряжения σ_θ и σ_φ вдоль образующей срединной поверхности деформируемого кольца, и проверяется выполнение неравенства (4) для заданного профиля пуансона, обеспечивающего цилиндрическую форму кольца после раздачи при сходе с пуансона.The process of distributing a cylindrical ring is modeled on a computer using the momentless theory of plastic deformation of a thin-walled shell of revolution, taking into account contact friction, hardening of the material, changes in wall thickness and normal anisotropy using the quadratic plasticity condition. In the program, stresses σ _θ and σ _{φ are} calculated along the generatrix of the middle surface of the deformable ring, and the fulfillment of inequality (4) is checked for a given profile of the punch, which ensures the cylindrical shape of the ring after distribution at the exit from the punch.

Claims (1)

Устройство для раздачи тонкостенных цилиндрических колец, содержащее толкатель, пуансон и опорное кольцо, отличающееся тем, что пуансон выполнен с возможностью одновременной раздачи двух или более тонкостенных колец, а его рабочая поверхность выполнена по криволинейной S-образной образующей.

A device for distributing thin-walled cylindrical rings containing a pusher, a punch and a support ring, characterized in that the punch is configured to simultaneously distribute two or more thin-walled rings, and its working surface is made along a curved S-shaped generatrix.