устройство для изготовления сильфонов

Формула изобретения

Устройство для изготовления сильфонов, содержащее оправку, матрицу, систему подачи среды, передающей давление, и систему отвода воздуха, отличающееся тем, что матрица выполнена из двух установленных на оправке полуматриц: наружной, состоящей из двух закрепленных между собой сегментов, на внутренней цилиндрической поверхности которых выполнены кольцевые канавки в форме гофр сильфона, и внутренней, состоящей из четырех сегментов, на внешней цилиндрической поверхности которых выполнены кольцевые канавки в форме гофр сильфона, при этом глубина кольцевых канавок наружной и внутренней полуматриц равна половине высоты гофр сильфона, а система подачи среды, передающей давление, и система отвода воздуха выполнены в виде системы каналов для подвода газа высокого давления и отвода воздуха, расположенной внутри вышеупомянутых полуматриц.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в авиационной и других отраслях машиностроения при изготовлении крупногабаритных сильфонов.

Известно устройство для раздачи полых заготовок Данное устройство состоит из матрицы, конуса с диафрагмами, верхнего и нижнего оснований и системы подачи газа высокого давления. По данному устройству, защищенному авторским свидетельством №1269893, B 21 D 41/02, СССР, ИСМ №5, 1987 г., стр. 13, заготовку устанавливают на конус, расположенный внутри матрицы и после нагрева деформируют давлением газа. Такое устройство не позволяет получать детали сложной конфигурации и большого диаметра.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для образования гофров на тонкостенных трубных изделиях (SU 158557, 12.11.1963, B 21 D 15/10), содержащее оправку, матрицу, систему подачи среды, передающей давление, и систему отвода воздуха.

Такое устройство имеет ограниченные технологические возможности. Так при изготовлении сильфонов с большой высотой гофр (высота/ширина >4) из малопластичных, труднодеформируемых материалов сложно получить деталь требуемого качества. При необходимости изготовления сильфонов диаметром >1000 мм трудно обеспечить равномерный прижим сильфона по торцу, что также ведет к снижению качества изготовляемых деталей. К тому же наличие прижима усложняет конструкцию штампа и требует дополнительного технологического оборудования. Отсутствие нагрева при формообразовании сильфона приводит к необходимости создавать большое давление передающей среды.

Предлагаемое изобретение решает задачу расширения технологических возможностей за счет расширения номенклатуры изготовляемых сильфонов и повышения их качества.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для изготовления сильфонов, содержащем оправку, матрицу, систему подачи среды, передающей давление, и систему отвода воздуха, матрица выполнена из двух установленных на оправке полуматриц: наружной, состоящей из двух закрепленных между собой сегментов, на внутренней цилиндрической поверхности которых выполнены кольцевые канавки в форме гофр сильфона, и внутренней, состоящей из четырех сегментов, на внешней цилиндрической поверхности которых выполнены кольцевые канавки в форме гофр сильфона, при этом глубина кольцевых канавок наружной и внутренней полуматриц равна половине высоты гофр сильфона, а система подачи среды, передающей давление, и система отвода воздуха выполнены в виде системы каналов для подвода газа высокого давления и отвода воздуха, расположенной внутри вышеупомянутых полуматриц.

Для пояснения сущности изобретения на фиг.1 представлен вид технологической установки сверху, где 1 - оправка; 2, 3, 4, 5 - сегменты внутренней полуматрицы; 6, 7 - сегменты внешней полуматрицы; 8 - канал подачи газа высокого давления; 9 - канал отвода воздуха.

На фиг.2 изображен разрез установки по линии А-А, где 10 - кольцевые канавки внутренней полуматрицы; 11 - кольцевой паз; 12 - кольцевые канавки наружной полуматрицы; 13 - кольцевой зуб.

Устройство работает следующим образом: на оправке 1 устанавливают сегменты 2, 3, 4, 5 внутренней полуматрицы. Сверху на внутреннюю полуматрицу опускают цилиндрическую заготовку, прилегающую вплотную к внешней поверхности сегментов 2, 3, 4, 5. Затем заготовку зажимают сегментами 6, 7 внешней полуматрицы, после чего фланцы сегментов 6, 7 скрепляют между собой. За счет этого и за счет внедрения кольцевых зубьев 13 в кольцевые пазы 11 осуществляется закрепление заготовки и герметизация полости матрицы. Установку помещают в печь и нагревают до температуры, при которой материал заготовки проявляет повышенные пластические свойства. Например, материал ОТ4-1, температура нагрева заготовки 700°С. Способ нагрева выбирают исходя из технологических возможностей производства (например, нагрев в печи, индукционный нагрев). После нагрева через каналы 8 к заготовке подают инертный газ потребного давления. Под действием давления газа нагретый металл начинает деформироваться, принимая форму кольцевых канавок 10, 12. Процесс деформации металла идет в две стороны, от оси и к оси сильфона. В процессе раздачи сильфона воздух, оставшийся в кольцевых канавках 10, 12, вытесняется деформируемым металлом и по каналам 9 выводится наружу. По окончании формовки извлечение сильфона из полуматриц осуществляют следующим образом. Внутреннюю и внешнюю подматрицы вместе с деталью снимают с оправки, разбирают внешнюю полуматрицу, затем вынимают сегменты 2, 3, 4, 5 внутренней полуматрицы.

По сравнению с известными аналогами данное изобретение позволяет изготавливать сильфоны высокого качества с большой высотой гофр (высота/ширина >4) диаметром более 1000 мм. Качество изготовления сильфонов обеспечивается за счет снижения степени деформации металла на 50%, что уменьшает утонение металла в местах максимальной деформации (вершины и впадины гофр) и снижает внутренние остаточные напряжения металла после деформации, также это позволяет уменьшить потребное давление инертного газа.