RU2493928C1 - Device for forming thin-wall axially symmetric parts shaped to truncated cone - Google Patents
Device for forming thin-wall axially symmetric parts shaped to truncated cone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2493928C1 RU2493928C1 RU2012115572/02A RU2012115572A RU2493928C1 RU 2493928 C1 RU2493928 C1 RU 2493928C1 RU 2012115572/02 A RU2012115572/02 A RU 2012115572/02A RU 2012115572 A RU2012115572 A RU 2012115572A RU 2493928 C1 RU2493928 C1 RU 2493928C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- elastic element
- height
- working surface
- female die
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к холодной листовой штамповке, в частности к формообразованию тонкостенных осесимметричных оболочек, и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных тонкостенных деталей усеченной сужающейся формы на прессах двойного действия.The invention relates to cold sheet stamping, in particular to the shaping of thin-walled axisymmetric shells, and can be used in the manufacture of large-sized thin-walled parts of a truncated tapering shape on double-acting presses.
Известно устройство для формообразования осесимметричных сужающихся оболочек (а.с. СССР №755378, МКИ 4 B21D 22/10, опубл. 1980, Бюл. №30), с помощью которого последовательно деформируется заготовка в форме направленной волны. Схема процесса осуществляется в течение одного хода пресса при использовании пуансона, состоящего из кольцевых эластичных элементов (шайб) с различными характеристиками сжатия, т.е. с переменной жесткостью на сжатие. При этом в верхней части пуансона должны располагаться эластичные шайбы с большей жесткостью, а размеры пуансона в исходном положении должны обеспечивать нарастающий кверху зазор между заготовкой и пуансоном. Необходимое увеличение жесткости в верхней части пуансона достигается за счет применения более твердых марок эластичных сред или уменьшения толщины эластичных шайб с постановкой между ними металлических прокладок. В процессе формования детали таким пуансоном в каждый данный момент времени деформируется небольшой участок заготовки с размерами, не допускающими потери устойчивости. Часть заготовки, лежащая ниже этого участка, является уже отформованной и прижатой эластичной средой к матрице, а верхняя часть еще не контактирует с пуансоном. Она в процессе формовки свободно подтягивается в зону деформирования, что снижает утонение стенки детали и увеличивает предельную степень формоизменения заготовки за один переход. Однако не исключена для тонких заготовок потеря устойчивости свободной части, так как она деформируется в условиях напряженно-деформируемой схемы, близкой к процессу вытяжки, где действуют сжимающие тангенциальные напряжения.A device is known for shaping axisymmetric tapering shells (AS USSR No. 755378, MKI 4 B21D 22/10, publ. 1980, Bull. No. 30), with which the workpiece in the form of a directed wave is successively deformed. The process scheme is carried out during one stroke of the press using a punch consisting of annular elastic elements (washers) with different compression characteristics, i.e. with variable compression stiffness. At the same time, elastic washers with greater rigidity should be located in the upper part of the punch, and the dimensions of the punch in the initial position should provide an upward-growing gap between the workpiece and the punch. The necessary increase in stiffness in the upper part of the punch is achieved through the use of harder grades of elastic media or by reducing the thickness of elastic washers with metal gaskets placed between them. In the process of forming a part with such a punch, at any given time, a small section of the workpiece is deformed with dimensions that do not allow loss of stability. The part of the preform lying below this section is already a molded and pressed elastic medium to the matrix, and the upper part is not yet in contact with the punch. In the molding process, it is freely pulled into the deformation zone, which reduces the thinning of the part wall and increases the limiting degree of the workpiece forming in one transition. However, the loss of stability of the free part is not ruled out for thin workpieces, since it deforms under the conditions of a stress-deformable circuit close to the drawing process, where compressive tangential stresses act.
Недостатком этого устройства является необходимость применения значительных дополнительных усилий формообразования из-за большой площади эластичной среды со стороны приложения усилия для формообразования. Кроме того, наличие сил трения сжатия между заготовкой и эластичной средой для тонкостенных заготовок
Наиболее близким по технической сущности являются устройства для формообразования осесимметричных полых деталей с разжимными секторами (Е.А.Бутузов. Специальные виды штамповки. Высшая школа. Москва, 1963 г.) при раздаче труб (Патент на изобретение 2026764, МПК В21В 41/02, опубл. 20.01.1995 г.). Устройство содержит разжимной пуансон в виде секторов, установленных с возможностью радиального перемещения вокруг конического сердечника, связанного с приводом возвратно-поступательного осевого перемещения, отличающееся тем, что снабжено дополнительным разжимным пуансоном, смонтированным соосно с основным, и пружиной, размещенной между ними, при этом конический сердечник выполнен в виде двух усеченных конусов, неподвижно связанных своими меньшими основаниями.The closest in technical essence are devices for shaping axisymmetric hollow parts with expandable sectors (E.A. Butuzov. Special types of stamping. Higher school. Moscow, 1963) when distributing pipes (Patent for invention 2026764, IPC B21B 41/02, published on January 20, 1995). The device comprises an expandable punch in the form of sectors installed with the possibility of radial movement around the conical core associated with a reciprocating axial movement drive, characterized in that it is equipped with an additional expandable punch mounted coaxially with the main one, and a spring placed between them, while the conical the core is made in the form of two truncated cones, motionlessly connected by their smaller bases.
Недостатком устройств является получаемая при формообразовании раздачей осесимметричной заготовки огранка детали и многократность повторения процесса с поворотом заготовки по окружности после каждого перехода либо наличие дополнительного процесса термофиксации. Это приводит к увеличению трудоемкости, дополнительным затратам электроэнергии.A disadvantage of the devices is the faceting obtained during shaping by the distribution of an axisymmetric workpiece and the repetition of the process with rotation of the workpiece around the circumference after each transition or the presence of an additional heat-setting process. This leads to an increase in labor intensity, additional energy costs.
Задачей изобретения является получение качественной тонкостенной осесимметричной сужающейся детали без огранки за один ход пресса.The objective of the invention is to obtain high-quality thin-walled axisymmetric tapering parts without cutting in one stroke of the press.
Задача достигается за счет того, что устройство для формообразования, содержащее пуансон, конус с направляющими пазами, опорное кольцо, раздвижные секторы, матрицу, согласно изобретению дополнительно снабжено эластичным элементом в виде конической оболочки, расположенной между раздвижными секторами и матрицей, высота эластичного элемента равна высоте матрицы, при этом образующая наружной поверхности проходит через точки рабочей поверхности матрицы с наибольшим и наименьшим диаметрами, а толщина эластичного элемента определяется по формулеThe task is achieved due to the fact that the device for forming, containing a punch, a cone with guide grooves, a support ring, sliding sectors, a matrix, according to the invention is additionally equipped with an elastic element in the form of a conical shell located between the sliding sectors and the matrix, the height of the elastic element is equal to the height matrix, while the generatrix of the outer surface passes through the points of the working surface of the matrix with the largest and smallest diameters, and the thickness of the elastic element is determined by formula is
где k=0,9÷0,75 - допустимая степень деформирования по толщине;where k = 0.9 ÷ 0.75 is the allowable degree of deformation in thickness;
α - угол конусности конуса;α is the cone angle of cone;
hм - высота рабочей поверхности матрицы;h m - the height of the working surface of the matrix;
ρ∂ - средний радиус детали;ρ ∂ is the average radius of the part;
ΔV - разница между внутренним объемом, ограниченным рабочей поверхностью матрицы и объемом, ограниченным наружной поверхностью эластичного элемента в исходном состоянии.ΔV is the difference between the internal volume limited by the working surface of the matrix and the volume limited by the outer surface of the elastic element in the initial state.
Поставленная задача достигается с помощью устройства, схема которого представлена на фиг.1, на фиг.2 разрез по А-А.The task is achieved using the device, a diagram of which is presented in figure 1, figure 2 is a section along aa.
Устройство состоит из пуансона 1, жестко соединенного с матрицей 2, эластичного элемента 3 в виде конической оболочки, раздвижных секторов 4, конуса с направляющими пазами 5, опорного кольца 6, шпилек 7, установленных в плиту пресса 8. Деталь 9, заготовка 10.The device consists of a punch 1 rigidly connected to the
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Опорное кольцо 6 поднято вверх. Пуансон с матрицей отведены кверху на высоту, обеспечивающую установку заготовки 10. Раздвижные секторы 4 подняты вверх вместе с эластичным элементом 3. В этом положении устанавливают конусную заготовку сверху на эластичный элемент. Далее опускается пуансон с матрицей до упора на опорное кольцо 6. При этом рабочие поверхности в элементах наибольшего и наименьшего диаметров касаются эластичного элемента. Рабочая поверхность матрицы hм по высоте больше высоты заготовки hЗ, a высота эластичного элемента hЭ равна высоте матрицы h. При движении пуансона вниз вместе с ним опускается и матрица 2, преодолевая сопротивление опорного кольца 6, раздвижных секторов 4 и эластичного элемента 3 вместе с заготовкой 10. Секторы, опускаясь вниз по конусу 5, увеличиваются в диаметре. При этом увеличивается в диаметре и эластичный элемент, который начинает деформировать давлением изнутри заготовку, плотно прижимая ее к рабочей поверхности матрицы. Полученную деталь 9 удаляют, подняв сначала пуансон с матрицей, а затем опорное кольцо 6.The support ring 6 is raised up. The punch with the matrix is taken up to a height that allows the installation of the workpiece 10. The
Особенность такой конструкции устройства в том, что полученная деталь лишена огранки и ее наружная поверхность практически совпадает с рабочей поверхностью матрицы, что устраняет дополнительную операцию калибровки.A feature of such a device design is that the resulting part is faceted and its outer surface practically coincides with the working surface of the matrix, which eliminates the additional calibration operation.
Устройство должно удовлетворять следующим условиям. Чтобы избежать при увеличении диаметра эластичного элемента его уменьшения высоты и возникновения на поверхности контакта с заготовкой сжимающих сил трения, которые могут привести к потере устойчивости тонкостенной заготовки, эластичный элемент в районах наибольшего и наименьшего диаметров матрицы зажимается (в начальный момент) между матрицей и секторами. Для надежного обеспечения условия зажима эластичного элемента необходимо, чтобы его высота была больше высоты рабочей поверхности, но не превышала общую высоту матрицы, иначе эластичный элемент может попасть в зазор между матрицей 2 и секторами 4. Это устраняет сжимающие силы трения на внутренней поверхности заготовки. Эластичный элемент, деформируясь, увеличивает диаметр и уменьшает толщину, то есть соответствует условию плоского деформированного состояния, когда деформация по толщине εS равна по величине и противоположна по знаку деформации увеличения диаметра эластичного элемента εθ. Приближенно можно записать, считая выполнения условия постоянства объема для эластичного элемента:The device must meet the following conditions. In order to avoid, when the diameter of the elastic element increases, its height decreases and compressive friction forces appear on the contact surface with the workpiece, which can lead to loss of stability of the thin-walled workpiece, the elastic element is clamped (at the initial moment) between the matrix and sectors in the regions of the largest and smallest diameters of the matrix. To reliably ensure the clamping conditions of the elastic element, it is necessary that its height be greater than the height of the working surface, but not exceed the total height of the matrix, otherwise the elastic element may fall into the gap between the
где ρ, r - соответственно радиусы по средней поверхности и средние по очагу эластичного элемента до и после деформации;where ρ, r are respectively the radii along the middle surface and average over the center of the elastic element before and after deformation;
S0, S - соответственно толщины средние по очагу до и после деформации. Несмотря на уменьшение толщины эластичного элемента, прирост объема ΔVρ его за счет увеличения диаметра должен компенсировать разницу между внутренним объемом, ограниченным рабочей поверхностью матрицы и объемом, ограниченным наружной поверхностью эластичного элемента в исходном состоянии ΔV.S 0 , S - respectively, the average thicknesses along the source before and after deformation. Despite the decrease in the thickness of the elastic element, the increase in volume ΔV ρ due to the increase in diameter should compensate for the difference between the internal volume limited by the working surface of the matrix and the volume limited by the outer surface of the elastic element in the initial state ΔV.
ΔVρ=ΔV илиΔV ρ = ΔV or
где hм - высота рабочей поверхности матрицы;where h m is the height of the working surface of the matrix;
α - угол конусности конуса.α is the cone angle of cone.
Выразим r из (3) и, подставив его в (4) после преобразований, получимWe express r from (3) and, substituting it into (4) after transformations, we obtain
Приняв во внимание, что ρ=ρ∂-0,5S, имеем:Taking into account that ρ = ρ ∂ -0.5S, we have:
Исходную толщину эластичного элемента найдем, поставив ограничения по степени деформации:We find the initial thickness of the elastic element by setting restrictions on the degree of deformation:
где ρ∂ - средний радиус детали.where ρ ∂ is the average radius of the part.
Claims (1)
где ,
где k=0,9÷0,75 - допустимая степень деформирования по толщине;
α - угол конусности конуса;
hм - высота рабочей поверхности матрицы;
ρ∂ - средний радиус детали;
ΔV - разница между внутренним объемом, ограниченным рабочей поверхностью матрицы, и объемом, ограниченным наружной поверхностью эластичного элемента в исходном состоянии. A device for shaping thin-walled axisymmetric parts of a truncated tapering shape, containing a punch, a cone with guide grooves, a support ring, sliding sectors, a matrix, characterized in that it is equipped with an elastic element in the form of a conical shell located between the sliding sectors and the matrix, the height of which is equal to the height matrix, and the generatrix of the outer surface passes through the points of the working surface of the matrix with the largest and smallest diameters, while the thickness of the elastic element is determined Xia formula
Where ,
where k = 0.9 ÷ 0.75 is the allowable degree of deformation in thickness;
α is the cone angle of cone;
h m - the height of the working surface of the matrix;
ρ ∂ is the average radius of the part;
ΔV is the difference between the internal volume limited by the working surface of the matrix and the volume limited by the external surface of the elastic element in the initial state.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115572/02A RU2493928C1 (en) | 2012-04-18 | 2012-04-18 | Device for forming thin-wall axially symmetric parts shaped to truncated cone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115572/02A RU2493928C1 (en) | 2012-04-18 | 2012-04-18 | Device for forming thin-wall axially symmetric parts shaped to truncated cone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2493928C1 true RU2493928C1 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=49253957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012115572/02A RU2493928C1 (en) | 2012-04-18 | 2012-04-18 | Device for forming thin-wall axially symmetric parts shaped to truncated cone |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2493928C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551036C1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Device for shaping of thin-wall axisymmetrical parts of flattened converging shape |
CN108838278A (en) * | 2018-07-23 | 2018-11-20 | 太原科技大学 | It is a kind of for forming the vertical punching mould of motor casing label |
RU193573U1 (en) * | 2019-07-09 | 2019-11-05 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" | Tool for thermally forming parts from a conical billet |
CN112238185A (en) * | 2020-09-29 | 2021-01-19 | 重庆大学 | Stamping die for forming conical thin-wall part |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1496873A1 (en) * | 1987-12-03 | 1989-07-30 | Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" | Arrangement for expanding pipes in the holes of tube plate |
US5090230A (en) * | 1991-04-02 | 1992-02-25 | Kauno Koskinen Ky | Pipe expanding pliers |
RU1784568C (en) * | 1990-12-27 | 1992-12-30 | Научно-Производственное Объединение Полиграфического Машиностроения | Device for automatic paper sheet feeding |
RU2026764C1 (en) * | 1991-04-22 | 1995-01-20 | Научно-исследовательский институт автоматизированных средств производства и контроля | Device for expansion of tubes |
SU1439828A1 (en) * | 1987-03-05 | 1996-09-10 | Подольский машиностроительный завод им. Серго Орджоникидзе | Apparatus for expanding tubes in tube walls |
-
2012
- 2012-04-18 RU RU2012115572/02A patent/RU2493928C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1439828A1 (en) * | 1987-03-05 | 1996-09-10 | Подольский машиностроительный завод им. Серго Орджоникидзе | Apparatus for expanding tubes in tube walls |
SU1496873A1 (en) * | 1987-12-03 | 1989-07-30 | Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" | Arrangement for expanding pipes in the holes of tube plate |
RU1784568C (en) * | 1990-12-27 | 1992-12-30 | Научно-Производственное Объединение Полиграфического Машиностроения | Device for automatic paper sheet feeding |
US5090230A (en) * | 1991-04-02 | 1992-02-25 | Kauno Koskinen Ky | Pipe expanding pliers |
RU2026764C1 (en) * | 1991-04-22 | 1995-01-20 | Научно-исследовательский институт автоматизированных средств производства и контроля | Device for expansion of tubes |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551036C1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Device for shaping of thin-wall axisymmetrical parts of flattened converging shape |
CN108838278A (en) * | 2018-07-23 | 2018-11-20 | 太原科技大学 | It is a kind of for forming the vertical punching mould of motor casing label |
RU193573U1 (en) * | 2019-07-09 | 2019-11-05 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" | Tool for thermally forming parts from a conical billet |
CN112238185A (en) * | 2020-09-29 | 2021-01-19 | 重庆大学 | Stamping die for forming conical thin-wall part |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2573850C2 (en) | Fabrication of cans | |
RU2493928C1 (en) | Device for forming thin-wall axially symmetric parts shaped to truncated cone | |
CN102725079B (en) | The manufacture of tank | |
CN101972792B (en) | Hot reverse-extrusion forming mold for large cup shell | |
CA2478384C (en) | Method and apparatus for making a can lid shell | |
CN103111562A (en) | Manufacturing method of thick-wall high-drum annular forging | |
CN103909132A (en) | Reverse drawing method for soft die with peripheral auxiliary thrust | |
RU107083U1 (en) | STAMP FOR MANUFACTURE OF AXISYMMETRIC HOLLOW PRODUCTS BY EXTRACTION AND SECURITY | |
RU2491147C2 (en) | Method of forging large-sized half-bodies of ball valves with throat and spherical part | |
RU2532581C2 (en) | Forming of thin-wall axially symmetric parts of truncated tapered shape and device to this endfield: process engineering | |
RU2551036C1 (en) | Device for shaping of thin-wall axisymmetrical parts of flattened converging shape | |
RU128527U1 (en) | DEVICE FOR FORMING THIN-WALL AXISYMMETRIC DETAILS OF A TRINCED CONSTANT SHAPING FORM | |
RU2540287C2 (en) | Device for forming thin-wall axially symmetric parts shaped to truncated cone | |
RU2580269C1 (en) | Device for folding and forming of thin-wall conical workpiece | |
Thiruvarudchelvan et al. | Investigations into collar drawing using urethane pads | |
RU78709U1 (en) | DEVICE FOR FORMING THIN-WALL TRUNKED SHRINKING SHELLS | |
RU2548867C2 (en) | Device for forming thin-wall axially symmetric parts shaped to barrels | |
JP2834334B2 (en) | Method and apparatus for drawing a truncated cone-shaped container and drawn container obtained thereby | |
RU2603410C1 (en) | Method of forming thin-walled axially symmetric conical shape parts | |
RU115256U1 (en) | DEVICE FOR FORMING A RING THIN-WALL BILL | |
RU2450882C2 (en) | Method of hardening annular billet by channel-angular forming and device to this end | |
RU2644209C2 (en) | Method for forming conical parts from flat round parts | |
RU85377U1 (en) | DEVICE FOR DISTRIBUTION OF THIN-WALLED CYLINDER RINGS | |
RU61608U1 (en) | Hole Flange | |
RU2323795C2 (en) | Method of shape creating of bicurved detail and universal stamp for its generating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140419 |