Отбортовка отверстий в листовом металле конструктивные размеры. Штамповка металла – технология, разновидности, оборудование, гост. Схема для расчета отбортовки изделия. Усилие для отбортовки цилиндрическим пуансоном. Формовка

d 0 =A-K(r M +S/2)-2ft,

где!)! - наружной диаметр борта; г м - радиус закругления матрицы; S - толщина заготовки; h- высота борта.

Обжим(рис. 17.46, б)- уменьшение периметра поперечного сечения полой заготовки. В очаге деформации толщина стенки изделия несколько увеличивается. Во избежание образования продольных складок в обжимаемой части необходимо соблюдать коэффициент обжима

К=~- = 1,2 ...1,4,

где £ заг, d m - диаметр заготовки и детали.

Холодную листовую штамповку осуществляют в основном на кривошипных прессах. По технологическому признаку механические прессы разделяют на прессы простого, двойного и тройного действия (соответственно одно-, двух- и трехползунные). Кинематическая схема кривошипного листоштамповочного пресса простого действия во многом аналогична схеме кривошипного горячештамповочного пресса.

Пресс двойного действия (рис. 17.47) предназначен для глубокой вытяжки крупных деталей. Он имеет два ползуна - внутренний 3 с приводом от кривошипа и наружный 2 с приводом от кулачков 1, закрепленных на валу. Вначале наружный ползун обгоняет внутренний и прижимает фланец заготовки к матрице. Во время вытяжки пуансоном, закрепленным на внутреннем ползуне, наружный ползун неподвижен. По окончании вытяжг ки ползуны поднимаются.

Рис. 17.47. Схема однокривошипного пресса двойного действия

Для холодной штамповки крупногабаритных изделий используют гидравлические прессы.

В качестве инструмента при холодной листовой штамповке используют штампы. Они состоят из блоков деталей и рабочих частей - матриц и пуансонов. Рабочие части непосредственно деформируют заготовку. Детали блока (верхняя и нижняя плиты, направляющие колонки и втулки) служат для опоры, направления и крепления рабочих частей штампа. По технологическому признаку различают штампы простого, последовательного и совмещенного действия.

В штампе простого действия(рис. 17.48) за один ход ползуна выполняется одна операция, поэтому его называют одноопера- ционным. Нижней плитой штамп устанавливают на стол пресса и крепят к нему болтами и скобами, верхнюю плиту небольших штампов крепят к ползуну с помощью хвостовика, а верхнюю плиту крупных штампов крепят к ползуну так же, как и нижнюю плиту, к столу пресса. Полосу или ленту подают в штамп между направляющими линейками до упора, который ограничивает шаг подачи полосы или ленты. Для снятия высечки с пуансона служит съемник.

В штампе последовательного действияза один ход ползуна выполняют одновременно две или больше операций в различных позициях, а заготовка после каждого хода пресса перемещается на шаг подачи. На рис. 17.49 представлена схема штампа последовательного действия для пробивки и вырубки. За каждый ход пресса происходит подача заготовки до упора 1, затем пуансон 3 пробивает отверстие в заготовке, а пуансон 2 при следующем ходе пресса производит вырубку детали.

В штампе совмещенного действия(рис. 17.50) за один ход ползуна пресса две и более операции выполняются в одной позиции без перемещения заготовки в направлении подачи. При движении

ползуна вниз пуансон 5 и матрица 8 производят вырубку заготовки из полосы 6, а пуансон 7 - одновременно вытяжку изделия в матрице 5. Последовательность операций вытяжки обозначены на рисунке позициями 10...12.

Штампы последовательного n совмещенного действия называют многооперационными. Они производительнее одноопера- ционных, но сложнее и дороже в изготовлении. Их используют в крупносерийном и массовом производстве.

Отбортовку труб и патрубков для разъемных соединений трубопровода со свободными фланцами осуществляют на токарных, трубонарезных станках или на прессах путем штамповки.

Сущность процесса отбортовки на токарных и трубонарезных станках заключается в том, что отбортовываемую трубу закрепляют на оправке в патроне станка, а пуансон-развальцовку (давильник) закрепляют в резцедержателе суппорта. В процессе отбортовки труба вращается. Для снижения усилий отбортовку в большинстве случаев выполняют при нагреве концов труб газовыми горелками или токами высокой частоты.

Отбортовку концов труб целесообразно осуществлять при централизованном изготовлении узлов трубопроводов непосредственно в условиях трубозаготовительного цеха.

Отбортованные патрубки (укороченные) изготовляют на специализированных заводах из круглой листовой заготовки путем вырезки отверстия и его отбортовки.

Рис. 47. Приспособления для отбортовки отверстий в трубах под штуцеру

а - винтовое, б - гидравлическое; 1 - винт, 2 - скоба, 3 -хомут, 4 - конусный пуансон, 5 - отбортованный штуцер, 6 - гидравлический домкрат, 7 - насос

Отбортовку отверстий в трубах для приварки штуцеров тройниковых соединений выполняют с помощью винтовых или гидравлических приспособлений (рис. 47). Отбортовку отверстий в трубах под штуцера рекомендуется осуществлять при соотношении наружных диаметров штуцера и трубы 0,8 и менее. При отбортовке штуцеров в трубах сначала вырезают отверстие диаметром около ⅓ внутреннего диаметра штуцера (часто делают овальное отверстие), затем в трубу устанавливают конусный пуансон и соединяют его с тягой. После этого место отбортовки подогревают до 950-1000° С газовыми горелками. Вращением ходового винта или подачей давления в гидродомкрат протягивают пуансон через отверстие, не прерывая подогрева. Отбортовку заканчивают при температуре не ниже 700° С (темно-вишневый цвет). Нагревать надо участок, представляющий собой площадь круга диаметром, равным 1,5 диаметра штуцера.

Рис. 48. Примеры операций, выполняемых иа прессах ПГ-25, ПГ-50 и ПГ-100:

а - отбортовка конца трубы по фланцу, б - отбортовка конца трубы под свобод-вый фланец (две операции), в - раздача конца трубы под переходное соединение, г - обжим конца трубы под переходное соединение, д - обработка конца трубы под сварку, е - проточка уплотнительной поверхности на фланце и отбортованной трубе

Рис. 49. Гидравлический пресс ПГ-50: 1 - станина, 2 - зажимное устройство, 3 - подрезное устройство. 4 - нажимное устройство, 5 - приборы, 6 - регуляторы давления, 7 - маховик управления подрезным устройством, 8, 9, 10 - рукоятки управления нажимным устройством, 11 - поперечные направляющие, 12 - планшайба

Сменный пуансон подбирают в зависимости от требуемого внутреннего диаметра отбортованного штуцера. Кромку штуцера после отбортовки обрабатывают под сварку.

На многих судостроительных заводах отбортовку концов труб диаметром 14-300 мм под свободные фланцы, а также обжатие и раздачу концов труб под переходные соединения выполняют на специальных прессах ПГ-25, ПГ-50 и ПГ-100 с давлением рабочего плунжера соответственно 25, 50 и 100 тс. На данных прессах можно выполнять отбортовку концов труб по фаске приваренного фланца или упорного кольца (рис. 48, а), отбортовку концов стальных, медных, алюминиевых труб под свободные фланцы (рис. 48,6); раздачу (рис. 48, в) и обжатие (рис. 47, г) концов труб под переходные соединения; подрезку торца труб под сварку встык (рис. 48, д ); проточку привалочной поверхности и уплотнительных канавок на фланцах и опорных кольцах (рис. 48, е ).

На рис. 49 приведен общий вид гидравлического пресса ПГ-50. В зависимости от характера выполняемой операции на прессе в хвостовике плунжера нажимного устройства 4 устанавливают необходимый сменный инструмент. Подрезное устройство 3 с резцом, закрепленным в планшайбе 12, установлено в поперечных направляющих 11.

1. Как производится отбортовка отверстий в трубах?

2. Для чего нужна отбортовка концов труб и патрубков?

3. Как осуществляется отбортовка концов труб и патрубков?

Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к отбортовке отверстий в листовых заготовках, и может быть использовано в авиационной, судостроительной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: на матрицу устанавливают листовую заготовку с предварительно просеченным отверстием. Сверху на листовую заготовку устанавливают технологическую накладку также с просеченным предварительно отверстием, меньшим, чем в заготовке, на две толщины накладки, и выполненную из более пластичного материала равной или большей толщины листовой заготовки. После чего с наружной поверхности технологическую накладку прижимают к листовой заготовке по периметру прижимом, выставляют пуансон и включают индуктор, посредством которого листовая заготовка в зоне ее деформирования нагревается, и движением пуансона вниз с усилием P производят отбортовку отверстия. Положительный эффект: в результате реализации данного способа были получены детали с отбортовкой отверстий большой высоты из труднодеформируемых материалов. 2 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к отбортовке отверстий в листовой заготовке, и может быть использовано в авиационной, судостроительной и других отраслях промышленности. Известен способ отбортовки отверстий (авт. св. SU N 210803, B 21 D 19/08), при котором осаживают металл в зоне отхода заготовки и вырезают отверстия, причем заготовку устанавливают на образец, изготовленный из материала более прочного, чем материал заготовки, и осаживают их совместно. Недостатком известного способа является применение больших усилий деформации, т. к. процесс осуществляется без нагрева, и, как следствие, происходит быстрый износ штамповой оснастки и оборудования. Особенно это относится к изготовлению деталей из труднодеформируемых материалов. Известен способ отбортовки отверстий в листовой заготовке (авт.св. SU N 1297967, B 21 D 19/08, от 23.03.87), принятый в качестве прототипа и включающий размещение на матрице листовой заготовки с предварительно выполненным отверстием, ее нагрев в зоне деформирования индуктором, установленным со стороны заготовки, и отбортовку пуансоном. Недостатком прототипа является сложность отбортовки отверстий с большой высотой борта в листовых заготовках из труднодеформируемых материалов. Предлагаемое изобретение направлено на расширение технологических возможностей за счет обеспечения получения деталей из листовых заготовок, изготовленных из труднодеформируемых материалов, с отбортовкой отверстий с большой высотой борта. Это достигается тем, что в способе отбортовки отверстий в листовой заготовке, включающем размещение на матрице листовой заготовки с предварительно выполненным отверстием, ее нагрев в зоне деформирования индуктором, установленным со стороны заготовки, и отбортовку пуансоном, в отличие от прототипа используют технологическую накладку, прижатую к заготовке по периметру со стороны наружной поверхности, имеющей отверстие, меньше, чем в заготовке, на две толщины технологической накладки, выполненной из более пластичного материала и установленной со стороны пуансона. При таком расположении и выполнении технологической накладки и индуктора происходит следующее. При движении пуансона вниз с усилием P сначала происходит отбортовка отверстия в технологической накладке, что предотвращает трение пуансона о кромки листовой заготовки. Кроме того, так как технологическая накладка выполнена из более пластичного материала толщиной, равной или большей толщины заготовки, и с отверстием, меньшим, чем в заготовке, на две толщины технологической накладки, она менее подвержена разрушению. В первоначальный момент происходит отгиб борта в отверстии технологической накладки, а это оказывает давление на торец отверстия листовой заготовки вдоль нее, что предотвращает разрушение отверстия по торцу самой листовой заготовки. Расположение индуктора со стороны листовой заготовки также влияет положительно на процесс деформирования, так как нагреву подвергается в первую очередь зона деформации листовой заготовки. Все это в совокупности позволяет осуществлять отбортовку отверстий с большой высотой борта в листовых заготовках из труднодеформируемых материалов. Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства для отбортовки отверстий в листовой заготовке; на фиг. 2 - то же после отбортовки. Реализацию способа осуществляют следующим образом. На матрицу 1 устанавливают листовую заготовку 2 с предварительно просеченным отверстием. Сверху на листовую заготовку устанавливают технологическую накладку 3 также с просеченным предварительно отверстием, меньшим, чем в заготовке, на две толщины технологической накладки, и выполненную из более пластичного материала с толщиной, равной или большей толщины листовой заготовки. После чего с наружной поверхности технологическую накладку прижимают с усилием F к листовой заготовке по периметру прижимом 4, выставляют пуансон 5 и включают индуктор 6, посредством которого листовая заготовка в зоне ее деформирования нагревается, и движением пуансона вниз с усилием P производят отбортовку отверстий. Предложенный способ был опробован на листовой заготовке из титанового сплава ВТ20 толщиной 1,0 мм. В качестве технологической накладки применен титановый сплав ОТ4 толщиной 1,5 мм. В листовой заготовке и технологической накладке были выполнены предварительные отверстия диаметрами 40 мм и 37 мм соответственно. Листовая заготовка подвергалась нагреву до 950 o C, а технологическая накладка - до 800 o C. При этом высота борта отверстия в листовой заготовке была получена размером 15 мм. В результате реализации данного способа были изготовлены детали с отбортовкой отверстий с большой высотой борта из труднодеформируемых материалов.

Формула изобретения

Способ отбортовки отверстий в листовой заготовке, включающий размещение на матрице листовой заготовки с предварительно выполненным отверстием, ее нагрев в зоне деформирования индуктором, установленным со стороны заготовки и отбортовку пуансоном, отличающийся тем, что используют технологическую накладку с предварительно выполненным в ней отверстием, размещают ее на листовой заготовке со стороны пуансона и прижимают к ней по периметру со стороны наружной поверхности, а отбортовку листовой заготовки осуществляют совместно с технологической накладкой, при этом технологическую накладку выполняют из более пластичного материала, чем материал листовой заготовки и толщиной, равной или превышающей толщину листовой заготовки, отверстие выполняют меньшим, чем в листовой заготовке на две толщины технологической накладки.

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам отбортовки отверстий, и может быть использовано при изготовлении осесимметричных полых изделий с отверстием в донной части. Способ включает вырубку плоской кольцевой заготовки, последующую отбортовку отверстия до достижения предельно допустимой деформации на кромке отверстия. Затем удаляют упрочненный материал краевой части отверстия полуфабриката разверткой и осуществляют окончательную отбортовку до получения готового изделия. Расширяются технологические возможности. 2 ил.

Изобретение относится к области термической обработки и может быть использовано для изготовления сварного конуса на трубе, например, при производстве винтовых свай. Установка включает станину, на которой установлен с возможностью вращения посредством привода шпиндель, выполненный с возможностью размещения и фиксации внутри него трубной заготовки, механизм загиба секторов, установленный на шпинделе, режущий инструмент для раскроя секторов на конце трубной заготовки, сварочный инструмент для сварки секторов между собой с образованием конуса и механизм перемещений упомянутых инструментов. Использование изобретения позволяет упростить процесс изготовления конуса на трубе. 2 ил.

металл отверстие штамповочный сверхпластичность

Отбортовка отверстий широко используется в штамповочном производстве, заменяя операции вытяжки с последующей вырубкой дна. Особенно эффективно применяется отбортовка отверстий при изготовлении деталей с большим фланцем, когда вытяжка затруднительна и требует нескольких переходов. В настоящее время путем отбортовки получают отверстия диаметром 3 ч 1000 мм и толщиной материала 0,3 ч 30 мм.

Под отбортовкой понимают операцию холодной листовой штамповки, в результате которой по внутреннему (внутренняя отбортовка) или наружному (наружная отбортовка) контуру заготовки образуется борт. В основном выполняют внутреннюю отбортовку круглых отверстий. Образование борта в этом случае осуществляется за счет вдавливания в отверстие матрицы части заготовки с предварительно или одновременно с отбортовкой пробитым отверстием. Схема отбортовки круглых отверстий показана на рисунке 2.1. Разновидностью отбортовки является отбортовка с утонением стенки.

Рисунок 2.1 - Схемы отбортовки круглых отверстий: а) сферическим пуансоном; б) цилиндрическим пуансоном

Отбортовку круглых отверстий выполняют сферическим (рисунок 2.1а ) или цилиндрическим пуансоном (рисунок 2.1б ). В последнем случае рабочий конец пуансона выполняют в виде фиксатора (ловителя), обеспечивающего центрирование заготовки по отверстию, с коническим переходом к рабочей части диаметра d п.

Деформация металла при отбортовке характеризуется следующими изменениями: удлинением в тангенциальном направлении и уменьшением толщины материала, о чем свидетельствует радиально-кольцевая сетка, нанесенная на заготовку (рисунок 2.2). Расстояния между концентрическими окружностями остаются без значительных изменений.

Рисунок 2.2 - Заготовка до и после отбортовки

Степень деформации при отбортовке отверстий определяется соотношением между диаметром отверстия в заготовке d и диаметром борта D или так называемым коэффициентом отбортовки:

К = d /D ,

где D определяется по средней линии (см. рисунок 2.2).

Если коэффициент отбортовки превышает предельную величину К пред, то на стенках борта образуются трещины.

Предельный для данного материала коэффициент отбортовки может быть аналитически рассчитан по формуле:

где h - коэффициент, определяемый условиями отбортовки;

d - относительное удлинение, определяемое из испытаний на растяжение.

Величина предельного коэффициента отбортовки зависит от следующих факторов:

1) характера обработки и состояния кромок отверстий (сверление или пробивка, наличие или отсутствие заусенцев);

2) относительной толщины заготовки s /D ;

3) рода материала и его механических свойств;

4) формы рабочей части пуансона.

Существует прямая зависимость предельно допустимого коэффициента отбортовки от относительной толщины заготовки, т. е. с уменьшением d /s величина предельно допустимого коэффициента отбортовки К пред уменьшается и увеличивается степень деформации. Кроме того, величина К пред зависит от способа получения отбортовываемого отверстия, что показано в таблице 2.1 для малоуглеродистой стали. В таблице 2.2 приведены предельные значения коэффициента отбортовки для цветных материалов.

Допустимая величина утонения стенки борта при отбортовке вследствие дефектов края отверстия (заусенцы, наклеп и т. п.) значительно ниже, чем величина поперечного сужения при испытании на растяжение. Наименьшая толщина у края борта составляет:

Таблица 2.1 - Расчетные значения К пред для малоуглеродистой стали

Тип пуансона

Способ получения отверстия

Значения К пред в зависимости от d /s

сферический

пробивка в штампе

цилиндрический

сверление с зачисткой заусенцев

пробивка в штампе

Расчет технологических параметров отбортовки круглых отверстий осуществляют следующим образом. Исходными параметрами являются внутренний диаметр D вн отбортованного отверстия и высота борта Н , заданные чертежом детали. По указанным параметрам рассчитывают требуемый диаметр d технологического отверстия.

Таблица 2.2 - Значения К пред для цветных металлов и сплавов

Для относительно высокого борта расчет диаметра d выполняют исходя из равенства объемов заготовки до и после отбортовки:

где D 1 = d п + 2(r м + s ).

В данной формуле геометрические параметры определяются согласно рисунку 2.1.

Для низкого борта расчет можно выполнять из условия обычной гибки в радиальном сечении:

d = D + 0,86r м - 2Н - 0,57s .

Затем проверяют возможность отбортовки за один переход. Для этого сравнивают коэффициент отбортовки (см. стр.14) с предельным значением К пред: К > К пред.

Усилие отбортовки круглых отверстий цилиндрическим пуансоном может быть приближенно определено по формуле

где s Т - предел текучести материала.

Характер изменения усилия при отбортовке показан на рисунке 2.3 в зависимости от формы очертания рабочей части пуансона.

Рисунок 2.3 - Диаграммы усилия и переходы отбортовки круглых отверстий при различной форме пуансона: а) криволинейной; б) сферической; в) цилиндрической

Читайте также...

Рекомендуем почитать

Мы в социальных сетях