Патент на изобретение №2211104
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ КАМЕР В ТРУБЕ
(57) Реферат: Изобретение относится к области обработки металлов давлением и предназначено для формообразования сферических камер в трубчатых толстостенных полуфабрикатах. Длинномерную трубчатую заготовку располагают в канале разъемной матрицы. По внешней поверхности трубы наносят слой смазочной среды. Изнутри трубу заполняют эластичной несжимаемой средой, например, в виде стержня диаметром, равным внутреннему диаметру трубы, причем ее объем должен быть равен объему получаемой сферической камеры. С торцевых противоположных участков трубы устанавливают по одному или более уплотнительных колец, а затем вводят два жестких цилиндрических штока, упирающихся в эти кольца. Повышается качество за счет получения равномерной толщины стенки в процессе формообразования сферы и расширяются технологические возможности за счет формирования гирлянды сферических элементов в трубе. 2 ил. Изобретение относится к области обработки металлов давлением и предназначено для формообразования сферических камер в трубчатых толстостенных полуфабрикатах, которые могут быть использованы в самых разнообразных областях техники, в том числе в магистралях высокого давления, в элементах сосудов сверхвысокого давления и др. Прототипом предлагаемого изобретения является способ формообразования сферических камер в трубах, который включает одновременную подачу внутреннего давления в трубу и осевое сжатие трубы (Исаченков Е.И. “Штамповка резиной и жидкостью”, М., Машиностроение, 1967, с.291-301). Сущность техпроцесса по способу-прототипу состоит в следующем: отрезок трубчатой заготовки торцами концевых участков опирается на концевые канавки между двумя плоскими опорами, в одной из которых имеется канал для подачи жидкости под давлением. Процесс формообразования сферической камеры производят сближением торцов плоских опор и одновременно подачей жидкости внутрь трубы под давлением. Только при этом достигается формообразование сферической камеры в трубе, однако стенка утоняется. Представленный в прототипе способ позволяет выполнять камеры только в коротких тонкостенных трубах и не годится для длинномерных толстостенных заготовок. Технической задачей данного изобретения является формообразование гирлянды сферических элементов в трубах и повышение качества за счет получения равномерной толщины стенки. Техническая задача достигается тем, что в способе формообразования сферических камер в трубе, включающем одновременную подачу внутреннего давления в трубу и осевое сжатие трубы, перед формообразованием сферообразной камеры в торцовые части трубы вводят металлические упругие уплотнительные кольца, причем формообразование осуществляют эластичной несжимаемой средой. На фиг.1 и 2 показана схема формообразования сферической камеры. Последовательность предлагаемого способа формообразования состоит в следующем. Длинномерную трубчатую заготовку 1 располагают в канале разъемной матрицы 2. По внешней поверхности трубы наносят слой смазочной среды. Изнутри трубу заполняют эластичной несжимаемой средой 3, например, в виде стержня диаметром, равным внутреннему диаметру трубы 1. Причем объем загружаемой несжимаемой среды должен быть равен объему получаемой сферической камеры. С торцовых противоположных участков трубы 1 устанавливают по одному или более уплотнительных колец 4, а затем вводят два жестких цилиндрических штока 5, упирающихся в эти кольца 4. Внешний диаметр уплотнительных колец 4 равен внутреннему диаметру трубы. После этого штоки 5 перемещают навстречу друг другу (верхний шток перемещают до нижней точки цилиндрической части матрицы, а нижний – до верхней точки цилиндрической части матрицы), и происходит формообразование сферической камеры в сферической зоне. Сущность нового предлагаемого способа состоит в двухосном формообразовании локальной сферической камеры в толстостенном трубчатом полуфабрикате силами контактного трения, создаваемыми при осевом сжатии, этими силами локальной зоны полуфабриката между двумя штоками, скользящими относительно внутренней поверхности заготовки, разделенными в этой зоне эластичной несжимаемой средой. Формообразование ведется по разъемной металлической матрице, состоящей из двух частей со сферической полостью. При этом силы трения, возникающие между внешней поверхностью трубы и внутренней поверхностью матрицы, снимаются смазочной средой. Для создания гирлянды из нескольких последовательно расположенных сферических камер необходимо повторить все те же операции, как и при формообразовании одной камеры, на следующем участке трубы справа или слева от готовой камеры. При этом изменится только длина штоков. Длина штоков будет зависеть от длины заготовки и длины уже полученной гирлянды. Под действием давления q в зоне эластичной несжимаемой среды между торцами происходит упругая раздача уплотнительных колец, между ними и внутренней стенкой трубы возникают силы трения F, увлекающие трубчатую заготовку. Активные силы трения F и пассивные силы трения f выражаются зависимостями ![]() ![]() где ![]() q – давление на стенку тубы, d – диаметр сечения кольцевого уплотнения, ![]() V – скорость скольжения стенки трубы, l – длина смазочной зоны по контакту с образующей формы, z – толщина смазочного слоя, S0 – толщина стенки трубы. Напряжение осевого сжатия стенки трубы, обеспечивающее формообразование сферической камеры, выражается формулой ![]() В зависимости от условий внутреннего давления и активной силы трения F на наружном контуре условие формообразования должно обеспечиваться требованиями ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() Эти напряжения возникают таким образом от активных сил трения F в стенке трубчатого полуфабриката. Пример конкретного выполнения способа формобразования сферических камер в трубах 1. Ha внешнюю поверхность трубы диаметром 22 мм и толщиной стенки 1 мм, длиной 150 мм из титана и внутреннюю поверхность матрицы наносили слой смазки (мыльной стружки) толщиной 0,1-0,3 мм. 2. Трубу расположили в канале матрицы. 3. Внутрь трубы помещали практически эластичную несжимаемую среду (стеарин) в виде цилиндра диамером 20 мм и высотой 130 мм, так чтобы с торцов трубы осталось свободно по 10 мм. 4. С каждой стороны трубы устанавливали по два кольца диаметром 20 мм, выполненных из стального прутка диаметром 1,5 мм. 5. В оставшееся свободное пространство с торцов труб вводили два стальных штока (стальной прут диметром 20 мм длиной 90 мм из закаленной стали). 6. Матрицу с трубой и штоками в вертикальном положении установили в пресс, который, прикладывая давление к штокам, перемещает их на 50 мм. 7. Затем снимают давление, разбирают матрицу и из внутренней полости трубы извлекают эластичную несжимаемую среду и кольца. 8. Полученную сферу извлекают из матрицы, а затем устанавливают следующий участок трубы в матрицу и повторяют все операции сначала. По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение позволит получить непрерывную гирлянду сферических камер в трубе за счет применения уплотнительных колец. Формула изобретения Способ формообразования сферических камер в трубе, включающий одновременную подачу внутреннего давления в трубу и осевое сжатие трубы, отличающийся тем, что перед формообразованием сферической камеры в торцевые части трубы вводят металлические уплотнительные кольца, причем формообразование осуществляют эластичной несжимаемой средой. РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 19.01.2006
Извещение опубликовано: 20.02.2007 БИ: 05/2007
|
||||||||||||||||||||||||||