УСТРОЙСТВО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ С ВНУТРЕННИМИ СПИРАЛЬНЫМИ РИФЛЯМИ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использована при изготовлении осколочных оболочек боеприпасов для формирования на внутренней поверхности трубчатых заготовок многозаходных спиральных насечек встречного направления. Насечки образуют сетку выступов ромбической формы.
Известен способ изготовления оболочки осколочного боеприпаса по патенту RU 2171445 С1, 27.07.2001, в котором описано устройство, содержащее пуансон с формообразующими выступами имеющий длину, равную длине трубчатой заготовки обрабатываемой оболочки, инструментальная оправка совместно с обрабатываемой трубчатой заготовкой через калибрующую матрицу продавливаются с торца автономным пуансоном. Устройство используется при изготовлении многозаходных спиральных канавок в изделиях, имеющих длину не более чем три диаметра (из условия 1=π·d·cosα, где α - угол, наклона формообразующих спиральных выступов пуансона к продольной оси, который оптимизирован 30°).
Недостатком известного устройства по способу является сложность конструкции, а также ограниченные технические возможности, заключающиеся в обработке только коротких деталей. При увеличении длины обрабатываемой трубчатой заготовки резко повышаются усилия ее снятия с пуансона (распрессовка), в результате чего происходит динамический износ формообразующих выступов инструмента, их утонение и выкрашивание. Пуансон заклинивает в обрабатываемой оболочке, в результате чего он разрушается при извлечении как более твердый элемент пары согласно закономерностям триботехники. Кроме того, для изготовления протяженных оболочек, рифленых изнутри, не хватает рабочего хода действующего оборудования (например, гидравлического пресса), а также изготовление в серийном производстве протяженных спиральных пуансонов трудоемко.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство, которое описано в способе формирования многозаходных спиральных рифлей по патенту RU 2316403 С2 10.02.2008 г. Устройство используется для изготовления оболочки боеприпаса с полуготовыми осколками в форме сетки ромбических выступов на внутренней поверхности трубчатой заготовки с дном, образованных пересечением многозаходных спиральных рифлей встречного направления (под углом 60° к продольной оси изделия).
Рабочая часть пуансона, смонтированного с возможностью принудительного вращения, имеет формообразующий профиль в виде многозаходных спиральных выступов, соответствующих глубине рифлей готового изделия, причем угол подъема винтовой линии выбран 30°. В корпусе штамповой оснастки соосно смонтированы неподвижные калибровочная матрица и кольцевой съемник.
Недостатком такой конструкции является сложность монтажа пуансона с возможностью принудительного вращения, а также большая металлоемкость конструкции съемника.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции и повышение срока службы инструмента.
Технический результат заключается в снижении усилия выпрессовки пуансона из детали.
Поставленная задача достигается тем, что устройство изготовления деталей с внутренними спиральными рифлями состоит из матрицы с матрицедержателем и пуансона со спиральными выступами на боковой поверхности. Пуансон выполнен конусным с переменным углом вершины выступов. На пуансонодержателе закреплен упор соосно с пуансоном, необходимый для взаимодействия со свободным горцем трубчатой заготовки при ее редуцировании для формирования спиральных рифлей. Сопряжение пуансона с пуансонодержателем выполнено по скользящей посадке, в полости матрицедержателя установлен шариковый радиально-упорный подшипник соосно с калибровочной матрицей. Упор для вращения трубчатой заготовки при выпрессовке из нее пуансона выполнен с возможностью установки на радиально-упорный подшипник соосно с ним. Спиральные выступы на боковой поверхности пуансона выполнены с углом при вершине, величина которого изменяется от наибольшего значения в начальной части пуансона, до наименьшего - в конечной части.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На чертежах схематично изображены:
на фиг.1 - трехмерная модель детали в разрезе;
на фиг.2 - общий вид устройства изготовления деталей;
на фиг.3 - общий вид устройства выпрессовки пуансона;
на фиг.4 - общий вид пуансона
Устройство изготовления деталей с внутренними спиральными рифлями состоит из пуансона 1 с формообразующим профилем в виде многозаходных спиральных выступов 2; упора 3, установленного на пуансонодержатель 4; матрицедержателя 5, в полость которого устанавливается шариковый радиально-упорный подшипник 6. В полость матрицедержателя 5 также устанавливается калибровочная матрица 7 соосно с подшипником 6. Пуансон 1 и пуансонодержатель 4 сопрягаются по скользящей посадке. В процессе выполнения операции редуцирования прикладывается давление от упора 3 на свободный торец заготовки 8.
Выпрессовка пуансона 1 с формообразующим профилем в виде многозаходных спиральных выступов 2 из заготовки 8 в полость матрицедержателя 5 обеспечивается путем приложения давления на торец пуансона пуансонодержателем 4. А также, для обеспечения вращения заготовки 8, соосно с шариковым радиально-упорным подшипником 6 устанавливается упор 9 (фиг.3).
Для увеличения срока службы винтовой образующей пуансона с формообразующим профилем в виде многозаходных спиральных выступов и уменьшения усилия выпрессовки пуансон выполнен конусным с наибольшим диаметром в начальной части. Полученная конусность позволяет снизить усилие выпрессовки пуансона. Спиральные выступы на боковой поверхности пуансона выполнены с углом ос при вершине, величина которого изменяется от наибольшего значения в начальной части пуансона, до наименьшего - в конечной части. Полученная переменная величина угла α (фиг.4) позволит избежать заклинивание рифлей в полученной канавке при выпрессовке пуансона и снизить усилие выпрессовки.
В итоге проведения двух операций редуцирования, каждая из которых выполняется в два перехода, посредством пересечения многозаходных спиральных рифлей 1 формируют ромбические выступы 2, распределенные по всей внутренней поверхности детали 8 (фиг.1).
Формирование многозаходных спиральных насечек встречного направления на внутренней поверхности трубчатых заготовок осуществляется путем редуцирования трубчатой заготовки за две последовательные операции, каждую из которых осуществляют путем совместного продавливания через калибровочную матрицу трубчатой заготовки и пуансона со спиральными выступами на боковой поверхности без относительного вращения пуансона и трубчатой заготовки. В ходе выполнения операций редуцирования давление прикладывают на торец заготовки. При этом в указанных операциях редуцирования используют пуансоны со спиральными выступами противоположного направления и калибровочные матрицы разного диаметра. После завершения формирования спиральных нарезов на каждой операции редуцирования трубчатую заготовку и пуансон извлекают из матрицы и выпрессовывают пуансон из заготовки, используя при этом упор, установленный на шариковый радиально-упорный подшипник. Каждую операцию редуцирования осуществляют за два перехода, при этом используют пуансоны меньшей длины, чем длина трубчатой заготовки.
Геометрия инструмента позволила распределить и заметно снизить усилие распрессовки готовой оболочки с пуансоном адекватно числу переходов последовательного формирования полного профиля спиральных канавок.
Неполное вывинчивание пуансона из обработанного полуфабриката оболочки на промежуточных переходах редуцирования обеспечивает их кинематическое замыкание, винтовую связь при последовательном совместном перемещении сквозь калибрующую матрицу. Это винтовое зацепление является базой для бесступенчатого и беззазорного направления спиралей формируемых канавок на последующих переходах редуцирования. Кроме того, при распрессовке пуансон свободно вывинчивается из заготовки по уже сформированному профилю внутренних спиральных насечек, что повышает износостойкость инструмента и увеличивает срок его службы.