RU2839596C2

RU2839596C2 - Method of making bellows from tubular billet in matrix with elastic puncheon

Info

Publication number: RU2839596C2
Application number: RU2023126416A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Вячеславович Антипов; Андрей Алексеевич Шаров; Анна Сергеевна Масленникова
Filing date: 2023-10-13
Publication date: 2025-05-06

Abstract

FIELD: metal forming.

SUBSTANCE: invention relates to metal forming and can be used in making thin-walled bellows. A split sectional matrix and a compensator in the form of a rigidly fixed bushing, an insert and a moving device providing for application of force to the compensator are used. Tubular billet is formed by simultaneous axial movement of pipe billet, split sectional matrix and elastic puncheon from polyurethane. A force is applied to the movable insert of the compensator and the excess volume of polyurethane is removed from the deformation zone into the cavity of the bushing, which is released by the insert. As a result, constant working pressure is maintained in the elastic puncheon.

EFFECT: invention enables to achieve the technical result, which consists in the possibility of producing bellows with minimum thickness variation due to coordinated movement of the billet and the shaping tool.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении сильфонов для эксплуатации в различных областях техники.The invention relates to metal forming and can be used in the manufacture of bellows for use in various fields of technology.

Известно устройство для формообразования радиально-гофрированных труб, состоящее из разъемной матрицы, раскрывающейся или смыкающейся при штамповке, резинового пуансона - шайбы, опоры пуансона и нажимного штока (см. Исаченков Е.И. Штамповка резиной и жидкостью, М. Машиностроение, 1967, с. 347, рис. 219).A device for forming radially corrugated pipes is known, consisting of a split matrix that opens or closes during stamping, a rubber punch - washer, a punch support and a pressure rod (see Isachenkov E.I. Stamping with rubber and liquid, M. Mashinostroenie, 1967, p. 347, Fig. 219).

Недостатком данного устройства является недостаточная подача заготовки в зону деформирования, приводящая к значительному утонению стенок готового изделия.The disadvantage of this device is the insufficient feed of the workpiece into the deformation zone, leading to significant thinning of the walls of the finished product.

Также из технической литературы известна установка для штамповки трубчатых деталей эластичной средой, содержащая нажимную шайбу, деформирующую втулки из эластомера, упорную шайбу, расположенные на штоке внутри разъемной матрицы, и опорную трубу (Комаров А.Д., Троцевских Ю.В., Щеголеватых В.Д. и др. Формовка рифтов эластичной средой на трубах большого диаметра. - Кузнечно-штамповочное производство, 1979, №10, стр. 26).Also known from technical literature is an installation for stamping tubular parts with an elastic medium, containing a pressure washer, deforming elastomer bushings, a thrust washer, located on a rod inside a split matrix, and a support pipe (Komarov A.D., Trotsevskikh Yu.V., Shchegolevatykh V.D. et al. Forming rifts with an elastic medium on large-diameter pipes. - Forging and stamping production, 1979, No. 10, p. 26).

Недостатком известного устройства является низкое качество получаемой детали из-за значительного утонения стенок готового изделия.The disadvantage of the known device is the low quality of the resulting part due to the significant thinning of the walls of the finished product.

Прототипом заявляемому техническому решению является устройство для штамповки поперечных рифтов на трубах (RU 53600 U1, B21D 22/10, 27.05.2006), состоящее из нажимной шайбы, деформирующей втулки из эластомера, упорной шайбы, расположенных на штоке внутри разъемной матрицы, и опорной трубы. На штоке установлены подающая шайба и промежуточная шайба, а между ними нажимная втулка из эластомера, которые зафиксированы разрезной шайбой в пазах на штоке. Устройство позволяет уменьшить утонение материала готового изделия.The prototype of the claimed technical solution is a device for stamping transverse rifts on pipes (RU 53600 U1, B21D 22/10, 27.05.2006), consisting of a pressure washer, a deforming elastomer sleeve, a thrust washer, located on a rod inside a split matrix, and a support pipe. A feed washer and an intermediate washer are installed on the rod, and between them a pressure sleeve made of elastomer, which are fixed with a split washer in grooves on the rod. The device allows to reduce the thinning of the material of the finished product.

Недостатком известного устройства является невозможность формовки труб малого диаметра.The disadvantage of the known device is the impossibility of forming small diameter pipes.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача достижения минимальной разнотолщинности при изготовлении цилиндрических сильфонов из труб в разъемной секционной матрице, за счет согласованного перемещения заготовки и формообразующего инструмента.The proposed invention is based on the task of achieving minimum thickness variation in the manufacture of cylindrical bellows from pipes in a split sectional matrix, due to the coordinated movement of the workpiece and the shaping tool.

Решение поставленной задачи достигается применением компенсатора, включающего в себя: подвижный вкладыш, жесткозакрепленную втулку, перемещающее устройство, обеспечивающее приложение усилия к компенсатору. Компенсатор позволяет управлять смещаемым объемом полиуретана при одновременном перемещении заготовки, разъемной секционной матрицы и эластичного пуансона при последовательном формообразовании цилиндрических сильфонов из труб на прессе. Формообразование ведут в радиальном направлении. Одновременно прикладывают усилие к эластичному пуансону и разъемной матрице, а также подают трубную заготовку в зону деформирования. Вместе с этим к компенсатору прикладывают расчетное усилие, которое позволяет поддерживать постоянное на протяжении всего процесса формообразования рабочее давление, путем вывода из зоны деформирования избыточного объема полиуретана. Избыточный объем полиуретана выводится из зоны деформирования в полость жесткозакрепленной втулки за счет подвижного вкладыша в составе компенсатора, на который действует усилие, не позволяющее полностью вывести полиуретан из зоны деформирования, однако позволяющее поддерживать постоянное рабочее давление на протяжение всего процесса формообразования. Усилие, прикладываемое к компенсатору, определяется как произведение площади подвижного вкладыша и требуемого рабочего давления эластичного инструмента.The solution to the set task is achieved by using a compensator, which includes: a movable insert, a rigidly fixed bushing, a moving device that ensures the application of force to the compensator. The compensator allows controlling the displaced volume of polyurethane with simultaneous movement of the blank, a split sectional matrix and an elastic punch during sequential shaping of cylindrical bellows from pipes on a press. Shaping is carried out in the radial direction. Simultaneously, force is applied to the elastic punch and the split matrix, and the pipe blank is fed into the deformation zone. At the same time, a calculated force is applied to the compensator, which allows maintaining a constant working pressure throughout the entire shaping process by removing excess polyurethane from the deformation zone. The excess volume of polyurethane is removed from the deformation zone into the cavity of the rigidly fixed bushing by means of a movable insert in the compensator, which is subject to a force that does not allow the polyurethane to be completely removed from the deformation zone, but allows maintaining a constant working pressure throughout the entire forming process. The force applied to the compensator is determined as the product of the area of the movable insert and the required working pressure of the elastic tool.

Совокупность признаков данного изобретения по сравнению с аналогами и прототипом позволяет:The combination of features of this invention, in comparison with analogues and the prototype, allows:

- согласовать перемещение формообразующего инструмента и трубной заготовки.- coordinate the movement of the forming tool and the tubular blank.

- поддерживать постоянное рабочее давление на протяжение всего процесса формообразования.- maintain constant working pressure throughout the entire forming process.

- получить сильфон с утонением стенки не превышающим 10% при использовании трубных заготовок диаметром до 100 мм.- obtain a bellows with a wall thinning not exceeding 10% when using tubular blanks with a diameter of up to 100 mm.

Преимущество данного изобретения, в отличие от прототипа определяется тем, что согласованное перемещение заготовки, жесткой разъемной матрицы и эластичного пуансона за счет применения компенсатора позволяет получить цилиндрический сильфон с минимальной разнотолщинностью при формовке труб малого диаметра.The advantage of this invention, in contrast to the prototype, is determined by the fact that the coordinated movement of the workpiece, the rigid split matrix and the elastic punch due to the use of a compensator makes it possible to obtain a cylindrical bellows with minimal thickness variation when forming small diameter pipes.

Описание предлагаемого способа изготовления сильфона из трубной заготовки в матрице эластичным пуансоном поясняется графическими материалами:The description of the proposed method for manufacturing a bellows from a tubular blank in a matrix using an elastic punch is illustrated by graphic materials:

На фигуре представлена схема предлагаемого способа в начале и в конце процесса деформирования. Способ осуществляют следующим образом: в трубную заготовку (1) устанавливают цельный эластичный пуансон (2) и помещают в жесткую матрицу (3), которая находится в разомкнутом состоянии, затем при помощи плиты (4) осуществляют осевое перемещение заготовки и формообразующего инструмента, одновременно с этим к компенсатору прикладывают расчетное усилие N, обеспечивающее поддержание постоянного рабочего давления в эластичном пуансоне за счет выведения из зоны деформирования избыточного объема полиуретана в полость, освобождаемую подвижным вкладышем (5).The figure shows a diagram of the proposed method at the beginning and end of the deformation process. The method is carried out as follows: a solid elastic punch (2) is installed in a tubular blank (1) and placed in a rigid matrix (3), which is in an open state, then using a plate (4) the axial movement of the blank and the forming tool is carried out, simultaneously with this, the calculated force N is applied to the compensator, ensuring the maintenance of a constant working pressure in the elastic punch by removing the excess volume of polyurethane from the deformation zone into the cavity released by the movable insert (5).

Claims

A method for producing a bellows from a tubular blank in a matrix with an elastic punch, including sequential shaping of the tubular blank on a press, characterized in that a detachable sectional matrix and a compensator in the form of a rigidly fixed sleeve, an insert and a moving device ensuring the application of force to the compensator are used, and the shaping of the tubular blank is carried out by simultaneous axial movement of the tubular blank, the detachable sectional matrix and the elastic punch made of polyurethane and the application of force to the movable insert of the compensator with the provision of removing excess polyurethane volume from the deformation zone into the cavity of the rigidly fixed sleeve, released by the insert, and maintaining a constant working pressure in the elastic punch.