УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ТРОЙНИКОВ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности, к устройствам для формообразования отводов на боковой поверхности трубы и может быть использовано для изготовления тонкостенных тройников из трубной заготовки.
Известно устройство для формообразования тройников с помощью давления жидкости, подаваемого во внутреннюю полость трубной заготовки (см. Изготовление сложных полых деталей. Под редакцией проф. Богоявленского К.Н. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1979 г., стр.55, рис 20.).
Недостаток устройства заключается в том, что для осуществления процесса формообразования детали, необходимо дорогостоящее специализированное оборудование для гидроштамповки, имеющее к тому же ограниченное применение.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, которое и принято за прототип, является устройство для изготовления тройника, состоящее из основания, внутренней оправки и жесткого формующего элемента, путем отбортовки отверстия, предварительно выполненного на боковой поверхности трубы (Аверкиев Ю.А. Холодная штамповка. Изд-во «Ростовский университет». Ростов, 1984, стр.225, рис.135).
Недостатком устройства является низкое качество и производительность из-за того, что кромка отверстия интенсивно растягивается в процессе отбортовки, получает запредельные деформации, и даже при штамповке высокопластичных материалов происходит разрушение заготовки.
Задачей полезной модели является снижение трудозатрат процесса формообразования тройников, а также повышение качества штампованных деталей в результате уменьшение утонения заготовки.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для формообразования тройников, состоящем из основания, внутренней оправки, жесткого формующего элемента и двух осевых пуансонов, согласно заявляемому решению, устройство снабжено осесимметричным клином, жестко связанным с формующим элементом, на основании устройства расположены два угловых рычага, на концах которых имеются вращающиеся ролики, один из этих роликов обкатывается по клину, а другой входит в углубление, выполненное в осевом пуансоне, при этом ось вращения рычага и ось вращения ролика, смещены относительно друг друга на угол 2-4°.
В заявляемом устройстве процесс отбортовки отверстия на боковой поверхности трубы сопровождается осевым сжатием заготовки. В результате этого осуществляется дополнительная подача металла в очаг деформации отбортовки. Существенно повышается предельное формоизменение за переход и становится возможным изготовить борт достаточной высоты с минимальным утонением заготовки.
Поскольку повышается предельное формоизменение за переход, достаточная высота борта изготавливается за один переход штамповки, что значительно снижает трудозатраты на изготовление детали.
Устройство поясняется чертежом,
где показана конструкция устройства: слева от оси симметрии - в исходном состоянии, справа - по завершению процесса формообразования тройника.
Устройство состоит из основания 1, на котором выполнено отверстие, равное наружному диаметру изготавливаемого борта. На этом же основании на осях вращения закреплены два угловых рычага 2, имеющих на своих концах вращающиеся ролики 3. Жесткий формующий элемент 4 через шток 5 жестко связан с осесимметричным клином 6. По основанию 1 перемещаются
осевые пуансоны 7, имеющие на рабочем торце ступенчатые уступы, а на другом - радиусное углубление для сопряжения с вращающимся роликом 3. На ступенчатые выступы осевых пуансонов 7 опирается внутренняя оправка 8, которая вместе с осевыми пуансонами 7 вводится во внутреннюю полость заготовки 9. Угловые рычаги 2 своими вращающимися роликами 3 с одной стороны обкатываются по клину 6, а другой стороны помещаются в радиусное углубление осевых пуансонов 7.
Устройство работает следующим образом.
С началом рабочего хода под воздействием усилия деформирования, прилагаемого к штоку 5, формующий элемент 4 начинает перемещаться вертикально вниз. При соприкосновении формующего элемента 4 с заготовкой 9 начинается процесс ее деформирования. Формующий элемент начинает растягивать отверстие на боковой поверхности трубной заготовки с одновременным образованием борта. На штоке 5, через который усилие деформирования передается на формующий элемент 4, жестко закреплен осесимметричный клин 6. С этим клином в сопряжении находится вращающийся ролик 3 углового рычага 2. Под воздействием перемещения штока вместе с клином 6 рычаг 2 начинает вращаться относительно своей оси. В результате этого второй ролик, находящийся на другом конце рычага, начинает воздействовать на осевой пуансон 7, заставляя его перемещаться горизонтально. На осевых пуансонах 7, на их цилиндрической поверхности выполнены цилиндрические уступы, по высоте соответствующие толщине деформируемой заготовки. При осевом перемещении пуансонов 7, в тот момент, когда цилиндрические уступы войдут в контакт с торцем трубной заготовки 9, начинается процесс осевого сжатия заготовки.
Дальнейшее деформирование заготовки 9 осуществляется в результате действия двух процессов - отбортовки отверстия и осевого сжатия заготовки.
В результате создания сжимающих напряжений в очаге деформации и подачи дополнительного металла в зону формообразования борта на боковой поверхности заготовки, существенно возрастает предельное формоизменение
деформируемой заготовки, увеличивается высота борта и снижается его утонение.
Процесс деформирования заготовки заканчивается в тот момент, когда формующий элемент вышел из отбортовываемого отверстия и окончательно сформировал борт требуемой высоты.
Процесс деформирования заготовки заканчивается в тот момент, когда формующий элемент полностью отформует отвод на боковой поверхности трубной заготовки.
Жесткая оправка 8 сохраняет форму заготовки в процессе формообразования борта, предотвращает искажение формы заготовки и ее потерю устойчивости с противоположной стороны от формуемого отвода.
Трубная заготовка выполнена со скошенными торцами. Ее максимальная длина находится на образующей, проходящей через центр отбортовываемого отверстия. Именно в этом сечении необходимо подавать максимальное количество металла в очаг деформации и создавать сжимающие напряжения для уменьшения утонения материала заготовки.
На противоположной образующей трубной заготовки длина образующей имеет минимальную длину. На этой части заготовки нет необходимости создавать сжимающие напряжения, поскольку эта часть заготовки практически не участвует в процессе деформирования.
Жесткая оправка 8 опирается на выступающие части уступов на рабочих торцах пуансонов 7.
Поскольку угловые рычаги 2 имеют ось вращения на основании 1, окончание рычага 2, входящего в сопряжение с осевым пуансоном 7, при вращении рычагов перемещается по окружности и их траектория движения несколько отличается от прямолинейного движения осевых пуансонов 7. По этому конструкция угловых рычагов 2 и их геометрические размеры выполнены таким образом, что перед осуществлением осевого сжатия заготовки линия АВ, проведенная через ось вращения рычага и ось вращения ролика 3 смещены относительно друг друга на угол в 2 - 4°.
После завершения процесса деформирования заготовки конструкция рычага должна обеспечить такое положение роликов 3, при котором линия АВ рычага переходит этот перпендикуляр на угол, равный 2 - 4°.
В этом случае отклонение движения точки В от горизонтальной оси симметрии осевых пуансонов будет минимальным. Это обеспечит устойчивую работу устройства и устойчивое деформирование заготовки.
Использование заявляемого устройства позволяет повысить качество детали в результате снижения утонения заготовки и снизить трудозатраты процесса формообразования детали.