способ получения деталей типа плоских фланцев с наружным цилиндрическим пояском

Формула изобретения

1. Способ получения деталей типа плоских фланцев с наружным цилиндрическим пояском, включающий получение плоского кольцевого полуфабриката и его деформацию наружной отбортовкой, отличающийся тем, что плоский кольцевой полуфабрикат получают из цилиндрической трубной заготовки путем деформации ее в конус посредством совмещения операций обжима и раздачи, а затем в плоское кольцо, при этом высоту H исходной трубной заготовки определяют из соотношения









R наружный радиус фланца;

r радиус внутреннего отверстия;

h высота цилиндрического пояска;

R_о радиус заготовки;

S_о толщина исходной заготовки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при деформации конуса в плоское кольцо раздачу заготовки ограничивают.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при деформации конуса в плоское кольцо обжим заготовки ограничивают.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано, в частности, для получения фланцев с наружным цилиндрическим пояском в качестве готового изделия или полуфабриката под дальнейшую штамповку или механическую обработку.

Известен способ получения фланцев с наружным цилиндрическим пояском, включающий получение плоского кольцевого полуфабриката и его деформацию наружной отбортовкой.

Недостатком этого способа является большой расход металла.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в экономии металла.

Этот технический результат достигается за счет того, что в способе получения деталей типа плоских фланцев с наружным цилиндрическим пояском, включающем получение плоского кольцевого полуфабриката и его деформацию наружной отобортовкой, кольцевой полуфабрикат получают из цилиндрической трубной заготовки путем деформации ее в конус посредством совмещения операций обжима и раздачи, а затем в плоское кольцо, при этом высоту исходной трубной заготовки Н определяют из соотношения:

H (1)

где K

S1 S (2)

S2= S (3)

R наружный радиус фланца;

r радиус внутреннего отверстия;

h высота цилиндрического пояска;

R_о радиус заготовки;

S_о толщина исходной заготовки.

При деформации конуса в плоское кольцо обжим или раздача могут быть ограничены.

На фиг. 1 изображена деталь; на фиг. 2 схема получения промежуточного конического полуфабриката; на фиг. 3 схема получения плоского кольца с ограничением операции раздачи; на фиг. 4 схема получения плоского кольца с ограничением операции обжима; на фиг. 5 схема наружной отобортовки; на фиг. 6 расчетная схема для вывода формулы (1).

Способ осуществляется следующим образом.

Цилиндрическую трубную обечайку, которую получают отрезая от трубы или сгибая и сваривая полосу, деформируют в конус, совмещая операции обжима и раздачи в одном переходе. Для повышения точности и следовательно уменьшения расхода металла на механическую обработку, одна из операций обжим или раздача могут быть ограничены введением упорного бурта на матрице или пуансоне соответственно. Полученный конус деформируется в плоское кольцо также с помощью совмещения операций обжима и раздачи, при этом степень раздачи или обжима могут быть ограничены. После этого полученное кольцо 1 устанавливается на пуансон 2, прижимается прижимом 3 (в некоторых случаях в прижиме нет необходимости и он может отсутствовать) и с помощью матрицы 4 на ней отбортотывается наружный цилиндрический поясок.

Формула (1) получена из следующих соображений.

Выделим на плоском кольце (фиг.6) элемент длиной dL. Первоначально длина этого элемента была dL^о (фиг.2). При деформации объем элемента не изменился, что можно записать в виде:

2 R_oS_odL^o 2 SdL, (4) где R_о радиус исходной заготовки;

S_о толщина исходной заготовки;

- текущий радиус элемента кольца;

S текущая толщина элемента кольца.

Отсюда

dL^o SdL/(R_oS_o) (5) Изменение длины элемента в результате деформирования равно

dl dL^o dL. (6) Подставляя (5) в (6) и учитывая, что dL d получим:

dl ( S/R_oS_o 1)d (7)

Для определения суммарного изменения длины образующей l заготовки выражение (7) необходимо проинтегрировать в пределах от r1 до R, но для этого надо знать закон изменения толщины кольца в функции радиуса. С достаточной для практики точностью можно принять, что толщина кольца изменяется по линейному закону от максимальной толщины S1 в зоне обжима до минимальной S2 в зоне раздачи. Тогда из геометрических соображений получим:

S S1 K( r ), (8) где K (S1 S2)/(R1 r).

Значения S1 и S2 можно определить по формулам (2) и (3). Толщина заготовки выбирается конструктором исходя из требований к толщине фланца, т.е. величина S2, рассчитанная по формуле (3), не должна быть меньше толщины фланца. В том случае, когда требования по толщине жесткие, осадку конуса в плоское кольцо совмещают с подчеканкой, или требуемую толщину получают механической обработкой после деформации. Во многих случаях требования по толщине фланца менее жесткие и выбор толщины S_о еще более упрощается, т.е. принимается толщина того металла (листа или трубы), который есть в наличии.

Проинтегрировав (7) с учетом (8), получим суммарное изменение длины образующей заготовки

l - R1-r

(9)

Высота исходной заготовки получится, если к длине образующей кольца L R1 r прибавить l, отсюда:

H

(10)

Значение R1 найдем из условия равенства площади боковой поверхности вытянутого цилиндрического пояска и части плоского кольца, пошедшего на образование пояска. Это можно записать в виде:

2 Rh (R1² R²), (11) Откуда

R1 . (12) Подставляя (12) в (10), получим формулу (1).

П р и м е р. Штамповали фланец с горловиной с размерами R 150 мм; r 100 мм; h 10 мм. Выбрали заготовку диаметром 260 мм и приняли ее толщину S_o 4 мм. По формуле (1) определили высоту исходной заготовки Н 60,6 мм. Проведя штамповку, получили годное изделие.