способ изготовления полых деталей из трубной заготовки

Формула изобретения

Способ изготовления полых деталей из трубной заготовки, включающий нагрев трубной заготовки и деформирование ее концевой части, отличающийся тем, что в процессе деформирования предварительно осаживают концевую часть трубной заготовки, вводят в нее на заданную глубину шаблон, оковывают заготовку вокруг шаблона, после чего его выпрессовывают, при этом площадь шаблона в поперечном сечении не превышает площадь внутреннего круга трубной заготовки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении полых деталей из трубных заготовок, имеющих на одной из концевых частей заданное поперечное сечение, в т.ч. и в форме многоугольника.

Известен способ ротационной развальцовки квадратных раструбов на цилиндрических трубах путем вращения в одну сторону установленных с эксцентриситетом трубы и инструмента в виде трехгранной пирамиды, имеющей в поперечнике форму треугольника Рело (авт. свид. СССР №1426676, кл. B 21 D 41/02, 30.09.88).

Недостатками данного способа является невозможность достичь прямолинейности сторон раструба, ограничения по геометрии получаемого изделия, а также по толщине стенки заготовки и свойствам материала. Способ экономически оправдан только при изготовлении крупной серии деталей из-за сложности изготовления инструмента и его узкой специализации.

Известен способ горячей штамповки полых изделий с переменным диаметром наружной боковой поверхности из штучных цилиндрических заготовок, включающий предварительное формообразование заготовки на прессе с формированием наружной боковой поверхности изделия путем увеличения диаметра заготовки на части ее длины, формирование глухого отверстия путем обратного выдавливания с получением днища с осевым технологическим выступом и удаление днища (Патент RU №2191654, 2002 г.).

Недостатками данного способа является ограничение по геометрии получаемого изделия, возможно только получение круглого поперечного сечения, сложность и высокая стоимость применяемого инструмента.

Известен способ изготовления полых деталей типа “патрубок” из трубной заготовки и устройство для его осуществления, при котором заготовку одним концом надевают на заходную часть пуансона, формообразующая часть которого соответствует конфигурации внутренней поверхности готовой детали, и путем воздействия на противоположный торец осевым усилием осуществляют формование заготовки при ее перемещении вдоль оси симметрии пуансона (авт. свид. СССР №1622063, кл. B 21 D 41/02, 23.01.91.).

Недостатками данного способа являются ограничения по габаритным размерам получаемого изделия, толщине стенки заготовки и свойством материала, относительная сложность инструмента, рассчитанного на один типоразмер.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ изготовления полых деталей из трубной заготовки, включающий нагрев трубной заготовки и деформирование ее концевой части (Патент FR 2368316 А, 25.06.1978) - прототип.

Недостатком данного способа является низкая точность геометрических размеров и форм получаемых изделий.

Задачей, на решение которой направленно заявленное изобретение, является изготовление на универсальном оборудовании полых деталей из трубных заготовок, имеющих на одной из концевых частей заданное поперечное сечение, в т.ч. и в форме многоугольника.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является возможность изготовления на универсальном оборудовании (ковочных прессах) полых деталей из трубных заготовок, имеющих на одной из концевых частей сложное поперечное сечение, предлагаемый способ практически не имеет ограничений, накладываемых на геометрические формы и размеры изготавливаемого изделия, а также свойств заготовки (прочностных характеристик материала, диаметра и толщины стенки трубы), технологические операции не связаны с использованием сложной оснастки и высококвалифицированной рабочей силы.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления полых изделий из трубной заготовки, включающем нагрев трубной заготовки и деформирование ее концевой части, в процессе деформирования предварительно осаживают концевую часть трубной заготовки, вводят в нее на заданную глубину шаблон, оковывают заготовку вокруг шаблона, после чего его выпрессовывают, при этом площадь шаблона в поперечном сечении не превышает площадь внутреннего круга трубной заготовки.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показана готовая деталь, на фиг.2 - шаблон, на фиг.3 - поперечное сечение заготовки после осадки, на фиг.4 - установка шаблона.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: трубная заготовка 1 подбирается из условий равенства площади внутреннего круга с площадью поперечного сечения шаблона 2, по которому производиться формирование конца профиля полой детали. Затем с целью повышения пластичных свойств материала трубную заготовку нагревают в нагревательной печи. Нагретая заготовка укладывается на нижний боек молота 3 на длину сплющиваемого участка. Затем производиться предварительное осаживание заготовки ударами верхнего бойка 4, при этом заготовке придается форма, позволяющая установить шаблон в изготовляемое изделие. Шаблон копирует внутреннюю поверхность формируемой части изделия и имеет рабочие поверхности 5, длина которых равна или больше длины деформируемой части изделия, и боковые скосы 6, предназначенные для свободного захода в трубную заготовку. Шаблон изготовляется из более прочного материала, чем прессуемое изделие, и пригоден для многократного использования. Шаблон вводится внутрь деформированного конца трубы с помощью верхнего бойка на глубину, равную или перекрывающую длину деформируемой части заготовки. Затем заготовка оковывается вокруг шаблона. После окончания ковки шаблон выпрессовывается.

Предложенный способ был опробован при изготовлении полой детали, имеющей на одной из сторон профиль прямоугольного сечения с внутренним размером 64х22 и длиной 100 мм, а на другой - круг с внутренним диаметром 70 мм, толщина стенки равна 8 мм. Изделие изготовлено из трубной заготовки 70х8 мм длиной 250 мм из стали марки 12Х18Н10Т, которая предварительно нагревалась до температуры 1070±10°С.

Таким образом, предлагаемый способ, по сравнению с известными, обеспечивает производство на универсальных ковочных прессах полых изделий из трубных заготовок, имеющих сложную геометрическую конфигурацию. Благодаря предварительному нагреву заготовки снижаются требования к пластичности материала, а также снижаются требования в отношения ограничения габаритов изделия и толщины ее стенки.